BIOLOGÍA
INGRESO A MEDICINA UNC
Prof. Cristian Quinteros
La presente obra se encuentra registrada en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial. Queda
expresamente prohibida, sin la autorización escrita de los titulares, su copia, reproducción, adaptación,
modificación, distribución, comercialización, y/o cualquier otra acción que comporte una infracción
de la normativa vigente en materia de propiedad intelectual y/o industrial. La incurrencia en
cualquiera de estas acciones encuadra en un hecho punible expresamente previsto en el Código Penal
de la Nación y en los art. 71 y 72 de la ley 11.723 (Régimen Legal de la Propiedad Intelectual); como así
también, en el art. 279 del Código Civil y Comercial de la Nación.
Biología

QUANTUM Ingreso a Medicina UNC - Prof. Cristian Quinteros
Índice temático
Introducción
o Características de los seres vivos
o Niveles de organización biológica
o Composición química de las células
Protoplasma
o Agua
o Iones minerales
o Glúcidos
o Lípidos
o Proteínas
o Ácidos nucleicos
o Enzimas
o Coezimas
o Vitaminas
o Pigmentos
Conceptos importantes
Teorías biológicas
Virus
Célula procariota
Célula eucariota
o Especialización celular
o Célula eucariota vegetal
o Célula eucariota animal
Membrana plasmática
o Glucocáliz
o Permeabilidad celular
o Diferenciaciones de la membrana plasmática
Relación de las células entre sí y con su entorno
Transmisión de señales intercelulares
Citoesqueleto
o Microtúbulos
o Microfilamentos de actina
o Filamentos intermedios
Inclusiones
Sistema de endomembranas
o Retículo endoplasmático liso (REL)
o Retículo endoplasmático rugoso (RER)
o Aparato de Golgi
o Endosomas
o Proceso de secreción celular
o Lisosomas
Mitocondrias
Microcuerpos
o Peroxisomas
o Glioxisomas
Cloroplastos y otros plástidos
Ribosomas
Núcleo celular
1
2
3
6
7
8
10
12
15
22
27
33
35
35
36
38
41
46
50
56
59
60
62
64
70
72
84
97
101
105
106
115
124
129
133
135
137
140
145
147
152
160
177
177
180
181
185
192
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC - Prof. Cristian Quinteros
Síntesis de proteínas
o Transcripción
o Procesamiento del ARN
o Traducción
o Regulación de la información genética
Ciclo celular
o Duplicación del ADN
o Mitosis
o Regulación del ciclo celular
o Meiosis
o Gametogénesis
Fecundación
Diferenciación celular II
Embriología
Genética
o Mutaciones
Herencia
o Árboles genealógicos
Evolución
o Teorías sobre el origen del universo y la vida
o 1° Teoría evolutiva - Lamark
o 2° Teoría evolutiva - Darwin-Wallace
o Teoría Neodarwiniana o Sintética
o Fuerzas evolutivas
o Evolución del comportamiento social
o Micro y macroevolución
o Especiación
o Patrón de cambio evolutivo
Ecología
Sistemas de la nutrición
o Aparato digestivo
o Apararto circulatorio
o Aparato respiratorio
o Aparato urinario
Sistemas de la relación
o Sistema nervioso
o Sistema endócrino
208
212
217
226
231
235
241
252
256
260
270
272
278
280
286
293
305
317
319
319
325
327
331
338
342
343
343
345
351
362
362
375
382
385
390
390
398
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La biología es la ciencia que estudia a los seres vivos: su estructura, función,
desarrollo y conducta. Podemos decir que es la ciencia de la vida.
La Medicina -que podría ser considerada una
rama de la Biología- es la disciplina que trata al
hombre desde todos los aspectos: orgánicos,
psíquicos, de conducta, sociales y ecológicos. Es
decir que abarca tanto al hombre como a su
ambiente, su entorno.
Los objetivos de la medicina son (en este orden):
♣ Preservar la salud.
♣ Restituir la salud cuando ésta se ha alterado.
♣ Rehabilitar al individuo, en caso de que no se
haya logrado la restitución (Lo veremos mejor en “Niveles de Prevención” en
la materia “Introducción al estudio de la Medicina”)
Tanto la Biología como la Medicina (y muchas otras ciencias humanas),
consideran al hombre como a un ser bio-psico-social. Esto implica entender al
hombre como un ser definido por tres estructuras o dimensiones principales
interrelacionadas:
 Una biológica, ya que el hombre posee sus componentes orgánicos e
inorgánicos, como todos los seres vivos, los que forman su cuerpo.
 Una psíquica, que tiene su base en las estructuras orgánicas, cuyo
estudio queda a cargo de la Psicología y la Psiquiatría.
 Una social, ya que el hombre está inserto en un medio social en el cual
ejerce influencias y por el cual es a su vez influido.
1
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
1.- Organización específica: cada ser vivo posee una forma específica de
organizarse en cuanto a su estructura (forma, tamaño, composición química) más o
menos compleja, y es característica de cada uno.
2.- Metabolismo: es la suma de reacciones químicas que posibilitan el crecimiento y
desarrollo del organismo. Se divide en:
a) Anabolismo: así se designa al conjunto de reacciones de armado, síntesis, de
sustancias complejas a partir de sustancias simples. Al producirse, se consume
energía, por ello decimos que son procesos ENDERGÓNICOS.
b) Catabolismo: así se designa al conjunto de reacciones de desarmado, ruptura,
degradación, de sustancias complejas a sustancias simples. Al producirse, se libera
energía, por ellos decimos que son procesos EXERGÓNICOS.
Ejemplos:
La energía liberada durante el catabolismo es ahorrada por el organismo y
almacenada en un intermediario energético llamado ATP (adenosín-trifosfato), que
luego será el que aporte la energía necesitada durante el anabolismo. El proceso
sería:
3.- Crecimiento: es el aumento de tamaño que se produce por la asimilación de
materia. El crecimiento no es constante a lo largo de toda la vida.
4.-Movimiento: es la propiedad que a los seres vivos les permite desplazarse, ya sea
un sólo sector del organismo, o el organismo entero. En los animales, el encargado
es el Sistema OSTEO-MIO-ARTICULAR (“SOMA”).
5.- Reproducción: es la capacidad de producir descendientes. Se divide en:
a) Asexual: es cuando no hay cruza de individuos. Un solo ser origina a otros,
idénticos a su progenitor. Es más común en seres unicelulares. Ej: amebas,
algunos hongos, bacterias.
b) Sexual: es cuando hay cruza de individuos. Son necesarios dos sexos
diferentes, y los descendientes son distintos a los progenitores. Debe existir
meiosis, lo que supone combinación.
2
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
6.- Adaptación: se refiere a los cambios que se producen a los individuos de una
población a lo largo de muchos años, lo que les permite una mayor y mejor
supervivencia en un ambiente dado.
7.- Sensoriabilidad o Irritabilidad: es la capacidad que poseen los seres vivos de
responder a estímulos. Los estímulos son variaciones físicas o químicas del medio,
como cambios en la luz, temperatura, humedad, presión. La irritabilidad es la
capacidad de detectar estos estímulos y elaborar una respuesta. Las respuestas
actúan como mecanismos de adaptación, lo que les permite a los seres vivos
relacionarse con el medio. En el ser humano, está dado por los órganos de LOS
SENTIDOS.
8.- Homeostasis: es la tendencia que tienen los seres vivos a resistir a un cambio, es
decir, a guardar un equilibrio o estabilidad fisicoquímica de su medio interno. Es
llevada a cabo por una autorregulación, basada en mecanismos enzimáticos,
hormonales y nerviosos.
9.- Individualidad: cada ser vivo es único y distinto a todos los demás.
10.- Diferenciación: se refiere a la capacidad que poseen las células de
diferenciarse o especializarse cada una de la otra, luego de que ocurre la división
celular. Esto explica que a partir de una sola célula inicial (cigoto) pueden
originarse muchos y muy distintos tipos de otras células.
¡Todas estas características diferencian a los sistemas vivientes de los no vivientes!
NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA
En el universo entero, tanto en el mundo inerte como en el viviente, hay diversos
niveles de complejidad, y los niveles más bajos van aglomerándose para conformar
a los más altos. A partir de:
a- Las partículas subatómicas o elementales: como el electrón, el protón y el
neutrón.
b- Átomo: es la porción más pequeña de materia capaz de mantener las
propiedades de un elemento.
Ejemplos:
c- Molécula: es la porción más pequeña de materia, capaz de mantener las
propiedades de una sustancia. Encontramos simples y compuestas.
Ejemplos:
d- Macromoléculas: son moléculas complejas, de gran tamaño, usualmente
formadas por la repetición de unidades más pequeñas. (n monómeros  polímero).
Ejemplos:
3
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
e- Estructuras subcelulares: son las estructuras que encontramos formando parte de
la célula  organoides.
Ejemplos:
f- Célula: es la unidad estructural y funcional de los seres vivos. Posee una
organización elemental, que les permite responder a los estímulos, adaptarse al
medio ambiente, crecer y reproducirse.
Ejemplos:
g- Tejidos: son conjuntos de células eucariotas (las mismas para cada tejido) que se
asocian mediante uniones y sustancias y están especializadas para cumplir
funciones determinadas. Presentan el mismo origen embriológico y la misma
morfología.
Ejemplos:
h- Órganos: son asociaciones de tejidos organizados en una unidad morfológica
que cumple una determinada función. Ejemplos:
i- Aparatos: son conjuntos de órganos de distinta estructura y función, es decir son
distintos tejidos estructurados para cumplir una función determinada.
Ejemplos:
j- Sistemas: son conjuntos de órganos de estructura y función similar, es decir,
formados por el mismo tejido, que colaboran en la realización de una función
determinada. Ejemplos:
k- Organismo o individuo: se define como aquello que “no se puede dividir” y tiene
vida propia. Es un ser único y diferente a los demás, capaz de intercambiar materia
y energía y de realizar todas las funciones vitales.
Ejemplos:
l- Población: son individuos de una misma especie que habitan un lugar
determinado. Entre ellos existe una relación genética.
Ejemplos:
m- Comunidad: individuos de distintas especies en un mismo medio. Entre ellos
existe una relación ecológica.
Ejemplo:
n- Ecosistema: es el conjunto de seres vivos, más el espacio físico donde habitan y
se relacionan, y con el que intercambian materia y energía. Es decir, es la suma del
componente biótico y el abiótico.
Ejemplos:
o- Biósfera o ecósfera: es la parte de la tierra ocupada por los seres vivientes.
4
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
A tener en cuenta !
 Los niveles inferiores son constituyentes de los superiores. Ej: una célula
estará formada por organelas, macromoléculas, moléculas, átomos.

La mínima unidad vital es la célula, que puede constituir por sí sola un
organismo (organismos unicelulares) o formar parte de un organismo más
complejo (organismos multicelulares).
No es la presencia o ausencia de ningún elemento químico lo que marca el límite
entre lo vivo y lo no vivo, sino la manera de combinarse, en un nivel de complejidad
superior originando todas las propiedades de los seres vivos.
5
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS CÉLULAS
Los elementos químicos que forma la materia viva no son otros que los mismos
que forman la materia inerte, sólo que combinados de forma especial.
Toda la materia viva está constituida por los mismos bioelementos, que en la
tabla periódica los encontramos con el menor peso atómico (hasta PA= 31).
Existen otros de mayor peso atómico, como el yodo (PA= 127), pero en menor
proporción.
Estos elementos se clasifican en:
 SEGÚN SU CANTIDAD E IMPORTANCIA:
a) ELEMENTOS PRIMARIOS: son los que se encuentran en mayor proporción,
formando aproximadamente el 98% de la materia viva. Ellos son:
C, H, O, N, P y S. Los 4 primeros se denominan “organógenos“
b) ELEMENTOS SECUNDARIOS: son los que se encuentran en menor proporción en la
materia viva (1,5%). Ellos son:


Indispensables: Na, Mg, K, Cl y Ca. Presentes en todos los seres vivos.
Variables: B, Br, Cu, F, Mn y Si. Presentes en algunos seres vivos
 A su vez, se denominan “oligoelementos” o “elementos vestigiales” o
“microconstituyentes” o “elementos traza” o “elementos oligodinámicos” a los que
se encuentran en muy pequeña cantidad en la materia viva (0,5%), pero sin
embargo son indispensables. ellos son:
I, Cu, Co, Cr, Mn, Zn, Se, Ni, F, B y Fe. Casi todos son necesarios para la actividad de
ciertas enzimas, el yodo es componente de la hormona tiroidea.
 TAMBIÉN SE PUEDEN CLASIFICAR SEGÚN SU CONSTANCIA EN LOS SERES VIVOS:
a) CONSTANTES: C – H – O – N – P – K – Na – Cl – Mg – Al
b) FRECUENTES: Ca – I – B
c) OCASIONALES: Ni – Zn – Co – Cu – Se – Rb – Ti – Mo
Los bioelementos tienen gran actividad química y forman un gran número de
compuestos diferentes.
6
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
PROTOPLASMA
Es un sistema material acuoso, fluído, químicamente muy heterogéneo y muy
dinámico, que constituye la base física de la vida. Es la totalidad de la sustancia
que forma la célula, incluye al núcleo y al citoplasma.
Todos los elementos vistos, se combinan entre sí formando todos los
componentes de las células, a los que los clasificamos así:
a) Componentes Inorgánicos: Agua + Iones minerales.
b) Componentes orgánicos:
 Hidratos de carbono
 Lípidos
 Proteínas
 Ácidos nucleicos
 Enzimas
 Coenzimas
 Vitaminas
 Pigmentos
7
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
COMPONENTES INORGÁNICOS DEL PROTOPLASMA
AGUA
El agua es el componente presente en mayor proporción (Aproximadamente 75
a 80%). Los tejidos que menos la contienen son huesos y dientes.
Su presencia es fundamental para la vida, por sus importantes propiedades
fisicoquímicas:
1.- Es el “solvente universal”: en ella se disuelven sales y así se convierten en iones
minerales.
2.- Es medio de dispersión de coloides: en ella se dispersan las proteínas, así se
estabilizan y mantienen en solución.
 Coloides: son aquellas sustancias cuyo tamaño de partícula oscila entre 10 y
1000 Å. A simple vista forman sistemas homogéneos con el agua, pero no son
soluciones verdaderas ya que al ultramicroscopio, se pueden distinguir las fases. No
están disueltas, sino dispersas. Por eso hablamos de  “dispersión coloidal”. Ej:
proteínas o enzimas.
3.- Tiene elevado punto de ebullición (100º C)
4.- Tiene bajo punto de congelación (0º C)
5.- Absorbe calor. 
6.- Regula la temperatura corporal.
7.- Participa en las reacciones enzimáticas.
8.- Proporciona la fase acuosa para todos los procesos metabólicos.
9.- Mantiene la presión osmótica junto a los iones.
10.- Se ioniza en el anión hidroxilo (OH-) y un protón o hidrogenión (H+). A 25º C,
el agua presenta pH 7 (neutro).
11.- Interviene en la eliminación de sustancias de la célula.
Estructura química de la molécula de agua
Como resultado de la distribución asimétrica de sus cargas, una molécula de
agua se comporta como un dipolo. A causa de esta propiedad, por sus grupos
positivos y negativos, el agua puede ligarse electrostáticamente tanto con aniones
y cationes, como
con moléculas portadoras de ambos tipos de carga
(anfipáticas), como las proteínas.
Por eso decimos que el agua es una molécula POLAR.
8
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Debemos saber:
 Las moléculas POLARES se disuelven en agua y se llaman HIDRÓFILAS.
 Las moléculas APOLARES no se disuelven en agua y se llaman HIDRÓFOBAS.
En el organismo, el agua puede encontrase en dos formas:
 Agua libre: es la que se halla distribuída en la sangre, linfa y en los líquidos
intra e intercelulares. Le corresponde el 95%.
 Agua ligada: es la que se encuentra inmovilizada en el seno de las
macromoléculas, principalmente proteínas. Le corresponde el 5%.
A medida que crecemos, el porcentaje de agua va disminuyendo, así en un
embrión está presente en un 90-97%, en lactantes 80%, en adultos 60%, mientras que
en un anciano se encuentra en un 50% del peso corporal.
En un adulto normal y sano, tanto los ingresos como los egresos diarios de agua,
equivalen a 2500 cm3, distribuidos de la siguiente manera:
Ingresos
Bebidas
Alimentos
Agua metabólica.
Egresos
Orina
Perspiración
Heces
 El agua se encuentra distribuida en el cuerpo, en distintos compartimientos
hídricos:
 El sector intracelular (dentro de la célula), donde encontramos un 65% del
agua total.
 El sector intersticial (fuera de la célula y de los vasos sanguíneos), donde
encontramos un 28%.
 El sector intravascular (dentro de los vasos sanguíneos), donde encontramos
un 7%
Los últimos dos sectores constituyen el espacio extracelular, también conocido
como MEDIO INTERNO y es el que se busca mantener constante, a través de una
propiedad de los seres vivos que ya mencionamos: la homeostasis.
9
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
IONES MINERALES
La principal característica de estos iones es que la mayoría de ellos se
encuentran en “solución acuosa”, es decir disueltos.
De acuerdo al sector en que se encuentren, existe una distinta proporción
de ellos, así nos quedan:


K+ , Mg+2 , PO4 -3 ,como los principales iones del espacio intracelular.
Na+, Ca +2, Cl -1, SO4 -2, HCO3-, como los principales iones del espacio
extracelular.
También encontramos “proteinatos” en el medio intracelular.
Mencionaremos las funciones más importantes de algunos de ellos:
CATIÓN POTASIO (K+)
-Regula la presión osmótica.
-Mantiene el equilibrio ácido-base.
-Participa en:
→Conducción nerviosa.
→Contracción muscular.
CATIÓN MAGNESIO (Mg+2)
-Es vital en toda reacción donde participe el ATP.
-Es necesario para el correcto funcionamiento de la membrana plasmática.
-Regula la contracción muscular.
-Es un activador enzimático (cofactor).
ANIÓN FOSFATO (PO4-3)
-Forma sales en los huesos y dientes Ca3 (PO4)2
-Forma parte de los nucleótidos (ATP) y fosfolípidos.
CATIÓN SODIO (Na+)
-Participa en:
→Conducción nerviosa.
→Conducción muscular.
-Mantiene el equilibrio ácido-base.
-Regula la presión osmótica.
-Regula procesos enzimáticos.
CATIÓN CALCIO (CA+2)
-Es importante en el fenómeno de coagulación de la sangre.
-Regula la permeabilidad de la membrana plasmática.
-Regula procesos enzimáticos.
-Es un transmisor de señales.
10
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
ANIÓN CLORURO (Cl-)
-Se segrega en el estómago en forma de HCI
-Forma NaCl en el plasma.
-Regula la presión osmótica.
-Mantiene el equilibrio ácido-base.
 Ciertos minerales se encuentran en forma no ionizada, como el calcio, que
en los huesos y dientes se halla unido al fosfato y al carbono bajo la forma de
cristales.
 El hierro en la hemoglobina, en la ferritina, en citocromos y en varias
enzimas, se halla ligado por uniones carbono-metal.
 Otros iones importantes son sulfato (SO4-2) y carbonato (CO3-2).
Podríamos agrupar las funciones anteriores y resumirlas en las más importantes:
11
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
COMPONENTES ORGÁNICOS DEL PROTOPLASMA
También llamados biomoléculas.
Son polímeros y éstos son macromoléculas que se forman por la sucesión de
unidades más pequeñas llamadas monómeros.
Excepción: los lípidos NO son polímeros, pero sí macromoléculas.
GLÚCIDOS o HIDRATOS DE CARBONO o CARBOHIDRATOS o AZÚCARES o
SACÁRIDOS
En general, son compuestos ternarios, formados por C, H, y O, en algunos
casos también pueden contener N, S, y P.
En cuanto a la solubilidad, que es una propiedad que luego compararemos
con “lípidos”, son solubles en agua y por lo tanto, insolubles en solventes orgánicos.
Sus funciones son:
 Actúan como reserva energética: de corta duración y rápida utilización,
esto significa que se agotan rápido, pero se renuevan constantemente.
 También tienen función estructural o de sostén.
CLASIFICACIÓN: puede hacerse según distintos puntos de vista.
1) Según el grupo funcional:
a- Polihidroxialdehídos o “Aldosas”
Ej.: glucosa  Función: es el combustible de las células.
b- Polihidroxicetonas o “Cetosas”.
Ej.: fructosa  Función: fuente de energía para el espermatozoide.
Fórmula química de la glucosa:
Lineal
Cíclica
En su forma cíclica también se le llama “glucopiranosa”
12
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
2) Según la cantidad de átomos de carbono:
(Esta clasificación se aplica sólo a monosacáridos). Pueden tener de 3 a 7 átomos.
a- Triosas: compuestos formados por 3 átomos de Carbono.
b- Tetrosas: compuestos formados por 4 átomos de Carbono.
c- Pentosas: compuestos formados por 5 átomos de Carbono: Ej.: ribosa,
desoxirribosa (en los ácidos nucleicos).
d- Hexosas: compuestos formados por 6 átomos de Carbono. Ej.: glucosa,
fructosa, manosa, galactosa, fucosa, ácido glucurónico. Algunas poseen un grupo
amino y se hallan acetiladas (N-acetiglucosamina).
e- Heptosas: compuestos formados por 7 átomos de Carbono.
3) Según la cantidad de moléculas:
a- Monosacáridos: poseen una sola molécula.
Ejemplos: glucosa, ribosa, manosa, desoxirribosa.
b- Oligosacáridos: poseen entre dos a diez moléculas unidas una con otra.
Los más importantes en este grupo son los disacáridos, aunque también
encontramos, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa, nona y decasacáridos.
Ejemplos de disacáridos: completar
 SACAROSA:
 LACTOSA:
 MALTOSA:
c- Polisacáridos: poseen entre diez a miles de moléculas unidas una con
otra. Denominándose cada una de sus unidades MONOSACÁRIDOS.
Se subdividen en:
Polisacáridos simples
constituyente es el mismo.
u
HOMOPOLISACÁRIDOS:
el
monosacárido
Ejemplos:
 GLUCÓGENO: reserva energética de los animales.
 ALMIDÓN: reserva energética de los vegetales.
 CELULOSA: función estructural en vegetales.
 En estos 3 ejemplos, el monómero es siempre la glucosa. A pesar de que están
formados por el mismo monómero, son diferentes porque:
-Presentan distinto número de monómeros.
-Presentan distinto número de ramificaciones.
-Las glucosas se unen de diferente manera.

QUITINA: la encontramos formando el caparazón o exoesqueleto de algunos
artrópodos. El monosacárido acá es la N-acetilglucosamina.
13
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Estructura del glucógeno
Polisacáridos mixtos o HETEROPOLISACÁRIDOS: los monosacáridos
constituyentes son distintos. Generalmente son hexosaminas, como glucosamina y
galactosamina. Acá encontramos a los:
Mucopolisacáridos o Glicosaminglicanos o GAGs: se forman por la sucesión
de una misma unidad disacárida en la que uno de los dos monómeros es el
ácido idurónico o glucurónico o una galactosa y el otro posee un grupo
amino (N-acetil glucosamina o N-acetil galactosamina).
Algunos ejemplos de GAGs son:
 Condroitín sulfato (presente en el
cartílago, piel, córnea)
 Ácido hialurónico (lo encontramos en la
membrana que rodea al óvulo)
 Dermatán sulfato
 Heparán sulfato
 Queratán sulfato
 Los glúcidos pueden hallarse
ligados a otros componentes, por
ejemplo junto a:
 LÍPIDOS: formando
GLUCOLÍPIDOS.
 PROTEÍNAS: formando
GLUCOPROTEÍNAS.
FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS
 Son material energético fácilmente aprovechable por la célula.
Ej:…………………
 Forman estructuras celulares. Ej:…………………….
 Son reserva energética. Ej:…………………….
 Forman compuestos más complejos no glucídicos como los ácidos nucleicos.
Ej:..........................
14
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
LÍPIDOS
También son compuestos ternarios formados por C, H y O mayoritariamente. Los
lípidos más comunes de la célula son los triacilgliceroles o triglicéridos, los
fosfolípidos, los glicolípidos, los esteroides y el dolicol.
En cuanto a su solubilidad: son insolubles en agua, pero solubles en solventes
orgánicos o solventes de grasa, como éter, acetona, benceno, tolueno, etc. Es
decir: a la inversa que ocurre con los glúcidos.
Entonces:
 Los lípidos son:
-Lipofílicos
-Hidrofóbicos
 Los glúcidos son:
-Hidrofílicos
-Lipofóbicos
Constituyen reserva energética de larga duración y le dan al organismo muchas
más calorías (más del doble) que los hidratos de carbono.
Químicamente todo lípido está constituido por:
ÁCIDO GRASO + ALCOHOL  ESTER
Los ÁCIDOS GRASOS (AG) son ácidos orgánicos de cadena larga, entre 4 a
22 átomos de C y siempre en número par. Esto es porque se sintetizan a partir de
grupos acetilo (de dos carbonos).
De acuerdo a la ausencia o presencia de dobles ligaduras entre los átomos de
C, se llaman:
 SATURADOS. Enlaces simples. Ej.: ácido palmítico (16 C), ácido esteárico (18 C)
 INSATURADOS: Al menos un enlace doble. Ej.: ácido oleico (18 C y doble
enlace en el C 9)
Fórmula química de AG.: distinguimos dos partes: el grupo carboxilo o ácido
(polar) y la cadena hidrocarbonada (apolar).
En cuanto al ALCOHOL, puede ser:
Monovalente: significa que poseen solo un grupo -OH. Ej.: palmitol.
Polivalente: significa que poseen varios grupos -OH. Ej.: glicerol o glicerina y
esfingol o esfingosina.
15
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
DIBUJAR: Fórmula química del glicerol:
CLASIFICACIÓN
1) Lípidos simples.
2) Lípidos complejos.
3) Sustancias asociadas a lípidos o Lípidos asociados.
1. LÍPIDOS SIMPLES
En este grupo encontramos a:
A- GLICÉRIDOS: Son ésteres de glicerol con 1, 2 ó 3 ácidos grasos.
Un éster es un compuesto químico que se obtiene cuando un ácido se
condensa con un alcohol.
DIBUJAR: Esquema de un éster:
De acuerdo con el número de AG que reaccionan con el glicerol, tenemos:
A.1- MONOGLICÉRIDOS: un glicerol y un solo AG.
A.2- DIGLICÉRIDOS o DIACILGLICEROLES (DAG): un glicerol y dos AG.
A.3- TRIGLICÉRIDOS o TRIACILGLICEROLES (TAG) o GRASAS NEUTRAS: un
glicerol y tres AG.
Como los AG puedes ser iguales o distintos, para los DAG y los TAG surgen los:
◊ Simples u homoglicéridos: todos los AG que han reaccionado son iguales.
◊ Mixtos o heteroglicéridos: por lo menos uno de los AG es diferente.
B- CERAS: se forman cuando un alcohol monovalente saturado reacciona con
un ácido graso. Se las encuentra en vegetales: cubriendo frutos y hojas y en
animales en la miel de abeja.
C- ÉSTERES del COLESTEROL: se forman cuando el colesterol reacciona con un
ácido graso. El colesterol actúa como alcohol.
16
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
2. LÍPIDOS COMPLEJOS
En su molécula además de C, H y O, encontramos N, P y S.
CLASIFICACIÓN:
A- FOSFOLÍPIDOS: llamados así por la presencia de un grupo fosfato, son
constituyentes fundamentales de las membranas celulares.
Según el alcohol que esté presente, pueden ser:
A.1-: Glicerofosfolípidos: tienen dos ácidos grasos unidos al GLICEROL, ya que el
tercer grupo hidroxilo del alcohol se haya esterificado con un fosfato, unido a su
vez con un segundo alcohol.
La combinación del glicerol + los dos AG + el fosfato da lugar al ácido
fosfatídico (AF), que constituye la estructura básica de los glicerofosfolípidos.
El segundo alcohol puede ser la etanolamina, serina, colina o el inositol, de
acuerdo a esto se obtiene los 4 fosfolípidos: fosfatidiletanolamina (PE),
fosfatidilserina (PS), fosfatidilcolina (PC) y fosfatidilinositol (Pl).
En la membrana interna de las mitocondrias existe un glicerofosfolípido doble
llamado difosfatidilglicerol o cardiolipina.
fosfatidil etanolamina
fosfatidil serina
fosfatidil colina
fosfatidil inositol
A.2- Esfingofosfolípidos: en este grupo de alcohol es el esfingol o esfingosina,
que surge de unión de la serina (aminoácido) con un ácido graso. Cuando al
esfingol se le adiciona un nuevo ácido graso (por unión “amida”) se obtiene la
ceramida que es la molécula base en este grupo.
El esfingofosfolípido que existe en las células es la esfingomielina, que se forma
por la unión “ester” de la ceramida con un grupo llamado fosforilcolina.
17
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
+ AG
+ fosforil
colina
(serina + AG)
Los fosfolípidos son sustancias anfifílicas o anfipáticas, esto significa que poseen:
◊ Una cabeza polar hidrofílica (soluble en …................) y
◊ Una cola apolar hidrofóbica (insoluble en …….............), lo que hace que se los
represente de la siguiente manera:
El extremo polar corresponde al glicerol, unido al fosfato, al segundo alcohol
más el grupo carboxilo del ácido. El apolar corresponde a las colas de los dos
ácidos grasos.
Esta propiedad de presentar en una misma molécula las dos características
de polaridad, hace que al disolverlos en agua formen una “doble capa o bicapa”,
donde las cabeza polares quedan hacia afuera en contacto con el agua y las
colas apolares quedan hacia adentro creando un entorno hidrofóbico o lipofílico,
es decir propicio para que en su interior se dispersen …..................
18
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Otro concepto a aprender de los fosfolípidos, es que según el tipo de ácidos
grasos que los constituyen, le aportan mayor o menor fluidez a la membrana:
 Si los fosfolípidos son ricos en AG saturados: los puntos de fusión y
ebullición de las moléculas son más altos: esto lleva a que la
membrana de la que forman parte sea más rígida, ideal para seres
vivos que viven en hábitats calurosos (el calor fluidificaría mucho la
membrana).
 Si los fosfolípidos son ricos en AG insaturados: los puntos de fusión y
ebullición de las moléculas son más bajos: esto lleva a que la
membrana de la que forman parte sea más fluida, ideal para seres
vivos que viven en hábitats fríos (el frío congelaría y dejaría muy rígida
la membrana).
B- GLUCOLÍPIDOS: llamados así porque presentan un glúcido en su molécula, y
se dividen según su constitución química en:
B.1- CEREBRÓSIDOS: se forman por la unión de una glucosa o una galactosa
con la ceramida. O sea que se trata de una esfingomielina donde donde la
fosforicolina es reemplazada por un monosacárido.
B.2- GANGLIOSIDOS: en ellos el hidrato de carbono es un oligosacárido
constituido, entre otros, por glucosa y galactosa.
 Estos se encuentran en las vainas de mielina y en la membrana de las células nerviosas.
3. SUSTANCIAS ASOCIADAS A LÍPIDOS
Este grupo no tiene la estructura química típica de los lípidos, pero
comparten con ellos algunas características, por ejemplo la solubilidad. Por ellos se
los estudia juntos.
19
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CLASIFICACIÓN:
A- ESTEROIDES: llamados así porque todos presentan en común la estructura
química de tipo “esteroidal”. Esto significa que la molécula base aquí es un
tetraciclo llamado ciclopentanoperhidrofenantreno. Lo veremos mejor en química
orgánica.
En este grupo, encontramos:
 Esteroles: como el colesterol.
 Hormonas esteroideas: como las hormonas corticoides y las hormonas
sexuales femeninas o estrógenos y masculinas o andrógenos.
 Ácidos biliares.
 Vitamina D.
B- CAROTENOIDES: poseen largas cadenas carbonadas con enlaces dobles y
simples alternados.
Son sustancias intensivamente coloreadas que cambian el color de muchos
vegetales.
Ej.: β- carotenos (zanahoria) y licopeno (tomate).
C- VITAMINAS A, E y K (llamadas vitaminas liposolubles, junto con la D).
D- DOLICOL: es un lípido que se encuentra en la
membrana del retículo endoplasmático. Es un
compuesto constituido por 17 a 21 unidades
isoprénicas, que suman entre 85 a 105 átomos de
carbono. Se halla unido a un fosfato (dolicol fosfato) y
es imprescindible para la incorporación de
oligosacáridos a las cadenas proteicas, cuando se
forman las glicoproteínas.
20
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LOS LÍPIDOS
 Son componentes estructurales de las membranas celulares y de las vainas
de mielina. También de hormonas, enzimas y vitaminas ↔ función estructural.
 Son material de almacenamiento energético ↔ función energética.
 Forman cubiertas protectoras en muchos órganos ↔ función protectora.
 Actúan como transportadores de otras moléculas, como ser, de las vitaminas
liposolubles ↔ función de transporte.
 Actúan como material aislante evitando la pérdida de calor en exceso ↔
función reguladora o mecánica.
21
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
PROTEÍNAS
Son compuestos cuaternarios ya que están formados por C, H, O,N.
Todas las funciones básicas de las células dependen de proteínas específicas, sin ellas la vida no existiría.
Podrían ser considerados los compuestos más importes del protoplasma porque podemos encontrarlas en
casi todas las estructuras intra y extracelulares: cromosomas, mitocondrias, membranas, Golgi, RER,
REL, fibras del huso mitótico, etc.
Las proteínas son polímeros, siendo la unidad que se repite un monómero
llamado aminoácido (aa), el cual químicamente presenta un grupo funcional
ácido carboxílico y otro amino. Su fórmula química es la siguiente:
Al unirse uno con otro para constituir la proteína forman enlaces químicos y
dicha unión se llama peptídica, amídica o amida, interviniendo en ella un …........ y
una ..........
De acuerdo al número de aminoácidos unidos, decimos:



Los OLIGOPÉPTIDOS están formados por 2 a 10 aminoácidos. Pueden ser di,
tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa, nona o decapéptidos.
Los POLIPÉPTIDOS se forman cuando se unen 10 a 50 aminoácidos.
Las PROTEÍNAS están formadas por la unión de más de 50 aa.
 Insulina: es una proteína que actúa como hormona hipoglucemiante, fue
la primera proteína a quien se le descubrió su secuencia de aminoácidos, y como
posee 51 aa, en forma convencional se decidió que a partir de 51 aa, sean
consideradas proteínas.
 La proteína más grande del organismo contiene alrededor de 27.000
aminoácidos: es la titina → una proteína ligadora del músculo estriado.
La masa molecular de una proteína puede ir desde los 6.000 uma (insulina) a más
de 100.000 uma (esta es una diferencia con los lípidos por ejemplo, que son mucho más
pequeños).
AMINOÁCIDOS
En las proteínas humanas existen 21 aminoácidos que son:
Glicina o glicocola, alanina, prolina, valina, leucina, isoleucina, fenilalanina, serina, treonina,
cisteína, cistina, metionina, triptófano, tirosina, asparagina, glutamina, lisina, arginina, histidina,
ácido aspártico y ácido glutámico.
(pueden considerarse 20, ya que el aa cistina resulta de la unión de dos moléculas de cisteína).
22
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Algunos de ellos son llamados “aminoácidos esenciales”, son los que el
organismo no puede sintetizar, por lo tanto debemos incorporarlos con la dieta.
Ellos son: tripófano, valina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina y
fenilalanina. Arginina e histidina se consideran esenciales en casos especiales
como: mujer embarazada y durante el período de lactancia.
CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
 PROTEÍNAS SIMPLES: solamente poseen en su molécula aminoácidos.
Ejemplos:
 PROTEÍNAS COMPLEJAS O CONJUGADAS: están constituidas por una parte
proteica y otra no proteica llamada grupo prostético.
Ejemplos:
 Glucoproteínas: proteína + glúcido.
Ej.:
 Lipoproteínas: proteína + lípido.
Ej.
 Nucleoproteínas: proteínas + ácido nucleico.
Ej.1: ARN + proteínas = ribonucleoproteínas → forman los ribosomas.
Ej.2: cromatina.
 Fosfoproteínas: proteína + fósforo.
Ej.:
 Metaloproteínas: proteína + un metal.
Ej.:
 Cromoproteínas: proteína + un grupo que le confiere color. (Cromo = color).
Ej.:
 Proteoglicanos: proteína + glicosaminglicano.
Ej.:
ESTRUCTURA
Las proteínas de acuerdo al ordenamiento de sus aa y a la disposición de
la/s cadena/s, adoptan las siguientes estructuras:
1- PRIMARIA: está dada por la secuencia u orden lineal de aminoácidos en la
cadena polipeptídica.
La unión que determina esta estructura es la unión peptídica entre aminoácidos
consecutivos de la cadena.
Es el nivel más importante porque le otorga a la proteína:
A- Individualidad química (por su estructura).
B- Especificidad biológica, lo que le otorga funciones específicas en el organismo.
C- A su vez define cuál serán las restantes estructuras.
Si se modifica por alguna causa el orden de los aa, se altera la función biológica
de la proteína. Ejemplo: la enfermedad llamada “anemia falciforme”, es causada
23
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
por una hemoglobina anormal, donde se ha producido una alteración en la
secuencia de aa.
2- SECUNDARIA: la cadena proteica sufre plegamientos tridimensionales y adopta
una nueva estructura espacial.
Está dada por las uniones que se establecen entre los aa al ponerse en contacto,
la unión que determina esta estructura es principalmente puente hidrógeno.
Esto puede originar dos tipos de plegamientos:
 A- En forma de hélice (α hélice):
la cadena se enrolla alrededor
de un cilindro imaginario debido
a la formación de puentes de
hidrógeno entre grupos de
amino de algunos aminoácidos
y grupos carboxilo de otros
aminoácidos
situados
4
posiciones más adelante en la
misma cadena polipeptídica.
 B- En forma de hoja plegada
(lámina β plegada): la cadena
se pliega como una hoja de
papel.
3- TERCIARIA: es consecuencia de la formación de nuevos plegamientos de la
hélice α y hoja plegada β, lo que da lugar a la configuración tridimensional de la
proteína. Los nuevos plegamientos se producen porque algunos aminoácidos
localizados en lugares distantes entre sí de la cadena proteica se relacionan
químicamente (se juntan).
Pueden observarse enlaces tipo: puente hidrógeno, puente disulfuro, atracción
electrostática, interacciones hidrofóbicas/hidrofílicas, etc.
Según el plegamiento adoptado, se generan proteínas fibrosas o globulares.
Las primeras se forman a partir de proteínas o de tramos proteicos con estructura
secundaria tipo hélice α exclusivamente. Las segundas tanto a partir de hélices α
como de hojas plegadas β o de una combinación de ambas.
 Las proteínas fibrosas tienen funciones estructurales.
Ejemplos: colágeno, elastina, queratina.
24
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Las proteínas globulares tienen aspecto de madeja.
Ejemplos: mioglobina, los receptores, la mayoría de las enzimas.
4- CUATERNARIA: sólo presentan esta estructura las
proteínas que poseen más de una cadena
polipeptídica, ya que esta estructura considera las
interacciones
entre las
diferentes
cadenas
polipeptídicas de una misma proteína.
Surgen los términos:
 DÍMERO: dos cadenas.
 TRÍMERO: tres cadenas.
 TETRÁMETRO: cuatro cadenas.
Normalmente se las llama proteínas multiméricas.
Ejemplos: hemoglobina (tetrámero, ver dibujo),
insulina (dímero).
La disposición espacial de una molécula proteica se haya predeterminada por la secuencia de
sus aminoácidos (estructura primaria.)
Tanto en la estructura terciaria como en la cuaternaria, entran en juego diferentes
tipos de uniones químicas entre los átomos de aminoácidos. Así se producen
uniones covalentes como el puente disulfuro (entre los grupos -SH de dos cisteínas)
y varios tipos de interacciones débiles o no covalentes:
o Puente de hidrógeno: se producen cuando un H se acerca a otro átomo
electronegativo (como el oxígeno o el nitrógeno).
o Uniones iónicas o electrostáticas: son el resultado las fuerzas de atracción
entre grupos ionizados de carga contraria.
o Fuerzas hidrofóbicas: asociación entre grupos no polares.
o Interacciones de Van der Waals: se producen cuando los átomos están muy
cerca. Esta proximidad produce fluctuaciones en sus cargas, causa de
atracciones mutuas entre los átomos.
25
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
DESNATURALIZACIÓN DE UNA PROTEÍNA
La proteína es muy sensible a ciertos agentes como: calor, ácidos y bases fuertes,
solventes orgánicos, rayos X, rayos UV, sustancias radiactivas, presiones muy altas.
La exposición de la proteína a cualquiera de estos agentes altera la estructura
secundaria y terciaria y la proteína adquiere una conformación espacial distinta
(se “despliega”), por esto la proteína pierde su actividad biológica y a este
fenómeno se lo denomina “desnaturalización de una proteína”.
FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS
 Transporte: son encargadas del transporte de diferentes sustancias a través
de la sangre desde o hacia los tejidos. Ej.: transferrina → transporta Fe en la
sangre.
 Reserva nutricional: como la ferritina que almacena Fe en el hígado.
 Hormonas: como la insulina.
 Función de defensa o inmunitaria: Ej: los anticuerpos (inmunoglobulinas).
Éstas son producidas por los plasmocitos para neutralizar a los antígenos.
Antígenos: son sustancias reconocidas como “extrañas” que ingresan en el
organismo. Antígeno y anticuerpo se unen y forman el complejo antígenoanticuerpo.
 Proteínas contráctiles: actúan en los mecanismos de contracción y
desplazamiento. Ej.: actina y miosina
 Energética: es una función secundaria.
 Estructural: ya sea con fines de sostén o de protección en membrana
plasmática, citoesqueleto, etc.
 Enzimática: acelerando reacciones químicas.
 Coagulación: como algunas proteínas del plasma. Ej.: fibrinógeno.
26
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
ÁCIDOS NUCLEICOS
También son macromoléculas o polímeros, pero ahora los monómeros que lo
forman se denominan nucleótidos. Poseen C, H, O, N y P.
Constitución química de un nucleótido: posee 3 partes bien definidas:
 Una base nitrogenada, que puede ser:
o PÚRICA: adenina y guanina.
o PIRIMÍDICA: citosina, timina y
uracilo.
 Un azúcar: ribosa o desoxirribosa (la
desoxirribosa tiene un átomo de oxígeno
menos que la ribosa).
 Ácido fosfórico (H3PO4).
 Cuando el nucleótido se le saca el ácido fosfórico obtenemos un NUCLEÓSIDO.
BASES NITROGENADAS:
Hay dos tipos de ácidos nucleicos: ADN y ARN.
ADN
ADN o DNA: ácido desoxirribonucleico.
Cada uno de sus nucleótidos está formado por:
 Base nitrogenada: tenemos cuatro posibles: adenina, guanina, citosina y
timina, pero nunca encontramos en él uracilo.
 Azúcar: es la desoxirribosa, pero nunca encontraremos en él a la ribosa.
 Ácido fosfórico.
27
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El ácido fosfórico le da carácter ácido y le permite por tanto combinarse con
histonas (proteínas básicas) y formar una nucleoproteína llamada cromatina, que
luego se condensa y forma los cromosomas.
Su estructura: miles de desoxirribonucleótidos que forman dos cadenas
antiparalelas en forma de espiral o doble hélice, o sea enrollada sobre un eje y
girando hacia la derecha (“dextrógira”).
Cada vuelta completa de la doble hélice tiene 10,5 pares de nucleótidos. Esta
doble estructura helicoidal se mantiene estabilizada por los puentes de hidrógeno
y por las interacciones hidrofóbicas entre las bases de cada cadena.
Entonces: el ADN es bicatenario y helicoidal.
Esta estructura fue propuesta por WATSON y CRICK, en 1953, lo que les valió el
premio Nobel de Medicina.
Entonces las bases pirimídicas de una cadena, se unen con las bases púricas de la
otra cadena a través de uniones puente H y las bases involucradas en la unión
siempre son “complementarias”. Así:
 Adenina se une con Timina, a través de dos puentes de hidrógeno.
 Citosina se une con Guanina, a través de tres puentes de hidrógeno.
28
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Por lo tanto A + G = C + T
También, una cadena va con sus uniones fosfodiéster en sentido 3' a 5',
mientras que la otra lo hace en sentido inverso 5' a 3', por eso se dice que las
cadenas son “antiparalelas”
Datos:
3' y 5' se refieren a los carbonos del azúcar. Se nombran porque en dichos C, es
donde se unen con el fosfato para formar las cadenas.
La unión fosfodiéster se entiende por:
“Fosfo”: es el fósforo quien hace de nexo o puente entre:
“-Di”: dos azúcares.
“-Éster”: el fósforo forma parte de un ácido y las azúcares tiene un grupo alcohol,
así se van uniendo los OH del C3' de la desoxirribosa de un nucleótido y el fosfato
ligado al C5' del otro nucleótido.
El extremo de la molécula que contiene a la pentosa con el C5' libre es el extremo
5' y el que posee la pentosa con el C3' libre, extremo 3'.
Conclusión: el ADN es bicatenario y helicoidal, y sus cadenas son complementarias y
antiparalelas
También podemos observar:
 Las bases nitrogenadas de ambas cadenas se orientan hacia el interior de la
molécula.
¿Por qué? Porque son muy poco polares, entonces son hidrófobas y así
escapan del agua
 Las barras laterales corresponden a las cadenas de fosfatos-azúcares
alternadamente.
¿Por qué? Porque son polares, por lo tanto hidrófilas y así contactan con el
medio acuoso.
Al ADN se lo encuentra:
- En el núcleo de la célula eucariota (99%)
- En organoides semiautónomos como mitocondrias y cloroplastos (1%).
El ADN nuclear se encuentra unido a proteínas básicas llamadas “histonas”,
es decir formando una nucleoproteína.
Función: El ADN es el depositario de toda información genética que rige toda la
estructura y funciones de la célula.
Coloración: El ADN es Feulgen positivo.
29
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El hecho de que la timina es exclusiva del ADN, permitió el uso de timidina
radioactiva como marcador específico para el ADN.
ARN
ARN o RNA: ácido ribonucleico.
Cada uno de sus nucleótidos posee:
 Base nitrogenada: adenina, guanina, citosina o uracilo, pero nunca timina.
 Azúcar: encontramos ribosa, pero nunca desoxirribosa.
 Grupo fosfato.
Su estructura es una sola cadena (monocatenario). Existen varios tipos de ARN:





ARNm =
ARNr =
ARNt =
ARNpn =
ARNpc =
Todos intervienen de alguna u otra forma en la “síntesis de proteínas”, con las
siguientes funciones específicas:
ARNm = Copia la información genética contenida en el ADN y se dirige el
citoplasma donde se une con los ribosomas y forma los polirribosomas o
polisomas*.
El orden de los nucleótidos en el ADN determina el orden de los aa de la proteína,
o sea su estructura………………
*Polirribosomas o polisomas: un ARNm unido a varios ribosomas, en activa síntesis
proteica.
ARNr = forma las subunidades de los ribosomas, junto a las proteínas ribosomales.
Los ribosomas constituyen el sitio donde se realiza la síntesis proteica.
El ARNr representa el 50% de la masa del ribosoma, el otro 50% son proteínas.
ARNt = tiene estructura de hoja de trébol. Identifica y trasporta el aa hasta el
ribosoma.
Los encontramos:
- En el citoplasma en un 90%, efectuando la síntesis proteica.
- El resto en el núcleo, formando el nucléolo.
Coloración: Es Feulgen negativo. Se tiñe con colorantes básicos como el azul de
toluidina o azul de metileno.
30
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
NUCLEÓTIDOS INDEPENDIENTES (no formando parte de ADN o ARN).
Encontramos nucleótidos también “sueltos” en la célula, no formando parte
de ácidos nucleicos sino desarrollando otras funciones completamente distintas a
las del ADN o ARN.
CLASIFICACIÓN:
 Mononucleótidos: algunos ejemplos son:
 ATP = ……………………..
Su base nitrogenada es adenina y como pentosa tiene a ribosa.
 GTP = guanosintrifosfato o trifosfato de guanosina.
 CTP = citidintrifosfato o trifosfato de citidina.
 UTP = uridintrifosfato o trifosfato de uridina.
Función: en general es almacenar energía para luego liberarla cuando la célula lo
necesite. La energía se encuentra almacenada en los enlaces fosfatos.

5' AMPc = adenosinmonofosfato cíclico. Función: actúa como mensajero
intracelular.
 Dinucleótidos: algunos ejemplos son:



NAD = nicotinamida adenina dinucleótido.
FAD = flavina adenina dinucleótido.
NADP = nicotinamida adenina dinucleótido fosfato.
Función: Generalmente actúan como coenzimas. Importantes en mitocondrias!
ESTRUCTURA DEL ATP:
31
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Comparamos! 
Biomolécula
Elementos
Monómero
Glúcidos
Lípidos
Proteínas
Ác. nucleicos
32
Enlace
Función
Ejemplos
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
ENZIMAS
Químicamente todas las enzimas son proteínas (conjunto de aminoácidos), y
tienen estructura globular. Su función es actuar como catalizadores biológicos.
 Catalizador: son sustancias que aceleran una reacción química, disminuyendo la
energía de activación que la reacción requiere, pero sin ser consumidos en ella, es
decir que al finalizar la reacción se lo encuentra tal como al inicio de la misma,
pudiendo ser utilizado una y otra vez.
Las enzimas pueden ser tan eficientes como para que la velocidad de
reacción sea entre 108 a 1011 veces más rápida que en ausencia del catalizador.
Existen en la célula moléculas con actividad enzimática que no son
proteicas, se llaman ribozimas y corresponden a ácidos ribonucleicos.
Las enzimas actúan sobre sustancias denominadas “sustratos”: puede ser
cualquier cosa: hidratos de carbono, lípidos, proteínas, ATP, etc.
CLASIFICACIÓN:
A- Según el sustrato sobre el cual actúan:
Nucleasas o endonucleasas, fosfatasas,
glicosidasas, lipasas.
quinasas,
sulfatasas,
proteasas,
B- Según la reacción química que están catalizando:
1- OXIDORREDUCTASAS: catalizan reacciones de óxido-reducción. Son reacciones
en las que hay transferencia de electrones:
 Oxidación: perder electrones (o ganar oxígeno)
 Reducción: ganar electrones (o perder oxígeno)
Ej.:
2- HIDROLASAS: catalizan las hidrólisis del sustrato. Hidrólisis: lisis de una molécula
por la acción del agua.
Ej.:
También se las llama enzimas hidrolíticas, como las que están en los LISOSOMAS.
3- TRANSFERASAS: catalizan la transferencia de átomos de un sustrato otro.
Ej.:
4- DESHIDROGENASAS: catalizan la transferencia de iones hidrógeno desde un
sustrato a otro. Le “quitan” hidrógeno a un sustrato y se lo ceden generalmente a
una coenzima.
Ej.:
33
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
¡Importantes en MITOCONDRIAS!
5- SINTETASAS O SINTASAS: catalizan reacciones de síntesis de moléculas.
Ej.:
6- DESCARBOXILASAS: catalizan reacciones de pérdida del grupo carboxilo (grupo
ácido) que se libera como CO2
Ej.:
¡También importantes en MITOCONDRIAS!
REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
Se efectúa mediante:
1- Control genético: se actúa sobre la producción (síntesis) de la enzima.
Puede ser:
Inducción: se aumenta la síntesis de la enzima.
Represión: se disminuye la síntesis de la enzima.
 Los resultados del control genético se observan en forma lenta.
2- Control catalítico: se actúa sobre las enzimas que ya existen, generalmente
mediante otra molécula que se le asocia.
Puede ser:
Presencia de activadores.
Presencia de inhibidores.
Ejemplos de activadores/inhibidores:
 Coenzimas y cofactores.
En este caso la parte proteica (enzima) se llama apoenzima, que sumada al
inhibidor o activador, forman el sistema completo llamado holoenzima.
 Temperatura: cada enzima actúa a una temperatura determinada, si no no
funciona.
 pH: cada enzima actúa a un pH determinado, si no no funciona.
 Presencia de metales (generalmente actúan como cofactores)
 Los resultados del control catalítico se observan en forma rápida.
 También la concentración del sustrato ejerce un efecto regulador sobre la
actividad de la enzima.
Las enzimas poseen uno o más sitios activos (son los lugares específicos
donde se une el sustrato), así se forma el complejo enzima-sustrato. Luego de
producirse la reacción obtenemos nuevamente la enzima (conservada) y el
producto de dicha reacción.
34
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Se puede esquematizar:
E + S  [complejo E-S ]  E + P
Cuando se forma el complejo EnzimaSustrato se dice que la unión es
específica, es decir que hay una sola
enzima (“llave”) para cada tipo de
sustrato (“cerradura”) en el cuerpo.
Aunque la imagen de la llave la cerradura es
válida, no significa que enzima y sustrato sean
moléculas estructuralmente rígidas. Así, el sitio
activo de la enzima se hace complementario
al del sustrato sólo después de habérsele
unido, es lo que hoy se llama modelo del
encaje inducido: la unión con el sustrato
induce un cambio de conformación de la enzima.
Todas las enzimas tienen estructura de proteínas (salvo las robizimas), pero la
inversa no es cierta, es decir “no todas las proteínas son enzimas” ya que también
actúan como hormonas, tienen funciones contráctiles, de transporte, etc.
COENZIMAS
Son moléculas sin estructura proteica, que son necesarias para que las
enzimas puedan ejercer su función biológica.
Generalmente tienen estructura de dinucleótido o son vitaminas.
En algunos casos la coenzima es un metal u otro grupo prostético que se
halla unido en forma covalente a la enzima, en otros casos las coenzimas se
asocian a las enzimas de manera laxa.
Ejemplos: NAD, FAD; vitaminas del complejo B, Mg2+
VITAMINAS
Las vitaminas tienen la característica de que el organismo humano no
puede sintetizarlas, por lo tanto deben obtenerse a partir de los alimentos ingeridos
con la dieta.
Se las encuentra en los alimentos como vitaminas a también como
“provitaminas”, es decir que luego de una metabolización se transformarán en la
vitamina correspondiente. La provitamina es la versión “inactiva” de la vitamina.
35
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
▄ En el intestino humano viven unas bacterias con quienes establecemos una
relación simbiótica, ya que ellas obtienen de nosotros “casa y comida” y ellas nos
sintetizan la vitamina K.
CLASIFICACIÓN:
A- Liposolubles: vitamina A, D, E y K.
B- Hidrosolubles: complejo B (B1 , B2 , B3, B5, B6, B7, B9 y B12) y vitamina C.
La carencia de las vitaminas (avitaminosis), son conocidas:
o Falta de vitamina A: produce lesiones dérmicas y oculares.
o Falta de vitamina B1: beri-beri.
o Falta de vitamina B2, B6: alteraciones cutáneas.
o Falta de vitamina B3: alteraciones en la piel, alopecía.
o Falta de vitamina B5: pelagra.
o Falta de vitamina B7: alteraciones dérmicas, anemias, dolores musculares.
o Falta de vitamina B12: anemia perniciosa.
o Falta de ácido fólico (B9): anemias megaloblásticas.
o Falta de vitamina C: produce escorbuto.
o Falta de vitamina D: produce raquitismo.
o Falta de vitamina E: esterilidad, degeneración del sistema nervioso,
alteraciones musculares.
o Falta de vitamina K: hemorragias.
 Por otro lado, la hipervitaminosis también trae trastornos al organismo,
principalmente de las vitaminas liposolubles, ya que el exceso de las vitaminas
hidrosolubles se elimina fácilmente por orina.
FUNCIÓN DE LAS VITAMINAS: son de vital importancia para el organismo, ya que
forman parte de la estructura de coenzimas o precursores de coenzimas,
esenciales para el trabajo de las enzimas. Ej.: vitaminas del complejo B.
PIGMENTOS
Son sustancias que dan coloración en los sitios donde se encuentran.
Los ejemplos más importantes son:
Melanina: se la encuentra en el reino animal. Pigmento que nos da coloración a
la piel, ojos y cabello y nos protege de la luz solar.
Carotenos: en el reino vegetal. No los sintetizamos nosotros, los debemos
consumir.
36
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Anexo: CONCEPTOS RELACIONADOS A VITAMINAS
 Beri-beri: es una enfermedad causada por la deficiencia de tiamina (Vit. B 1), se
caracteriza por patologías cardíacas o edema, polineuritis: inflamación de muchos o varios
nervios periféricos. Es típica de los países del lejano oriente cuyos pueblos se alimentan de
arroz descascarillado.
 Pelagra: ataca a la piel. Se produce por deficiencia de niacina (Vit. B 3). Se caracteriza
por dermatitis en las porciones del cuerpo expuestas a la luz, inflamación de las mucosas y
también trastornos psíquicos (depresión, irritabilidad, ansiedad, confusión y alucinaciones)
 Anemia perniciosa: anemia megaloblástica que se presenta en niños, pero es más
común en edad avanzada y que se manifiesta por deficiencia de cobalamina (vitamina
B12), se caracteriza por gastritis de origen autoinmune, aclorhidria y disminución en la
secreción de factor intrínseco, necesario para la absorción de dicha vitamina.
 Anemia megaloblástica: se caracteriza por la presencia de megaloblastos en la médula
ósea. Megaloblástos: progenitor inmaduro, grande y nucleado de eritrocitos anormales.
 Escorbuto: enfermedad producida por déficit en vitamina C,
se manifiesta por astenia, anemia, induración de los músculos
de las piernas, etc.
 El médico escocés Lind
descubrió el efecto curativo de
los jugos cítricos (vit. C) para
tratar el escorbuto.
 Raquitismo: significa inflamación de la columna vertebral, es un estado producido por
déficit de vitamina D, especialmente durante la infancia y niñez, que se manifiesta por
alteraciones de la osificación normal. En el adulto se llama osteomalacia.
37
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CONCEPTOS IMPORTANTES PARA LOS PRÓXIMOS TEMAS
DIFUSIÓN
Es el pasaje de moléculas desde un área donde están más concentradas hacia
otra donde están menos concentradas. Dicho pasaje continúa hasta que se
establece un equilibrio dinámico entre las moléculas de soluto y solvente. Es lo que
pasa con una gota de témpera que se vuelca en un vaso con agua.
Depende fundamentalmente de:
 Tamaño de las moléculas.
 Gradiente de concentración (diferencia de concentración que se establece
entre dos compartimientos separados por una membrana).
 Tiempo.
 Temperatura.
ÓSMOSIS
Es el pasaje de solvente desde una solución diluida hacia otra más concentrada, a
través de una membrana semipermeable (deja pasar el solvente pero no el
soluto). Es decir el agua fluye desde donde hay mayor potencial hídrico hacía
donde es menor. En definitiva se llega también a un equilibrio de la concentración
en todos los puntos.
La fuerza que empuja al agua es la energía cinética de sus moléculas.
Debemos conocer la definición de:
PRESIÓN OSMÓTICA (PO): es la presión que las moléculas de soluto ejercen sobre
las de solvente.
Lo podemos esquematizar de la siguiente manera:
Teniendo presente el concepto de presión osmótica, podemos tener:
 Solución isotónica: si consideramos dos soluciones, 1 y 2, ambas serán
isotónicas si sus presiones osmóticas son iguales
 Solución hipotónica: dada una solución 1 será hipotónica con respecto a
2, si su presión osmótica es menor
 Solución hipertónica: dada una solución 1 será hipertónica con respecto 2,
si su presión osmótica es mayor.
38
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
¡Recordar!
Las soluciones a inyectar en el organismo humano deben ser isotónicas con el
plasma.
Porque los glóbulos rojos en:
- Un medio hipotónico se lisan, fenómeno denominado HEMÓLISIS.
- Un medio hipertónico se crenan fenómeno denominado PLASMÓLISIS.
 El fenómeno de ruptura fisiológica de los glóbulos rojos a cargo del bazo, una
vez que han cumplido su tiempo de vida media (120 días aprox.) se denomina
hemocateresis, y es un fenómeno normal. (Diferenciar con hemólisis)
EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE
El agua es capaz de autoionizarse espontáneamente en un catión hidrógeno (H+)
y un anión hidroxilo (OH-). En el agua la cantidad de H+ siempre es igual a la de
OH-, por eso siempre es NEUTRA. En cambio…
 Cuando en una solución hay más H+ que OH- decimos que es ácida.
 Cuando en una solución hay más OH- que H+ decimos que es básica o
alcalina.
Según Bronsted-Lowry:
ACÍDO es toda sustancia capaz de ceder H+.
BASE es toda sustancia capaz de aceptar o tomar H+.
39
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Como no es práctico hablar de concentraciones de H+ y OH- para referirnos a
la acidez/alcalinidad de una sustancia (por ser números complejos), se utiliza una
escala que le aplica el antilogaritmo a esa concentración y se obtienen números
sencillos (de 1 a 14), que es la escala de pH:
Entonces en pH nos indica, indirectamente, cuántos H+ hay en la solución o
sustancia. A menor pH, más H+ hay (acidez). A mayor pH, menos H+ hay
(alcalinidad).
Existen sistemas que regulan el pH, evitando cambios bruscos del mismo, y
son los llamados BUFFERS. Cuando en una solución hay un buffer, entonces el pH
de esa solución va a tender a mantenerse constante por más de que se le
agreguen ácidos o bases. El buffer funciona como un amortiguador, para que no
se produzcan cambios bruscos de pH que sucederían normalmente frente al
agregado de ácidos o bases.
En el cuerpo humano son fundamentales ya que cada compartimento
(sangre, estómago, intestino, etc) debe mantener su pH constante para el normal
funcionamiento, por ejemplo, de las enzimas del sector.
 El buffer de la sangre es muy conocido formado por H2CO3 (ácido
carbónico) y NaHCO3 (bicarbonato de sodio).
40
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
TEORÍAS BIOLÓGICAS
Las teorías biológicas nos dan fundamentos sobre:
 La mínima unidad vital → teoría celular.
 Cómo se han ido transformado los seres vivos en su historia → teoría
evolutiva.
 Cuál es la base de la perpetuación de las especies → teoría genética.
TEORÍA CELULAR
Fue propuesta por los científicos Schleiden (primero la propuso para el reino
vegetal) y Schwann (la propuso a continuación para el reino animal)
“La célula es la unidad anatómica y funcional de los seres vivientes. Todos los
organismos que habitan nuestro planeta están constituidos por células procariotas
o eucariotas, estas últimas animales o vegetales”
Existen alrededor de cinco millones de especies de animales, vegetales,
protozoos y bacterias, con comportamientos, morfologías y funciones diferentes
entre sí, sin embargo a nivel molecular y celular presentan un plan maestro de
organización único.
La biología celular y molecular comprende el estudio de las moléculas y de los
componentes celulares con que se construyen todas las formas de vida.
Los postulados de la TEORÍA CELULAR MODERNA establecen que:
1- Todos los organismos vivos están formados por células.
2- Las propiedades de un organismo dependen de sus células.
3- Las células se originan a partir de otras células preexistentes (biogénesis)*.
4- Dentro de la célula tienen lugar todas las reacciones químicas de los
organismos vivos.
5- Las células contienen en su interior la información hereditaria, que es
transmitida de célula madre a célula hija durante el proceso de división celular.
*Teoría de la biogénesis: una célula se origina de otra célula preexistente. Ésta
es la teoría aceptada actualmente, sin embargo ¿cómo se formó entonces la
primera célula? Las primeras células hace unos 3.000 millones de años surgieron por
un proceso de a-biogénesis. Se descartan las anteriores teorías de “generación
espontánea” y “creación divina o sobrenatural”.
Teoría de la A-biogénesis: según la teoría de Oparin - Haldane o de la Evolución
química las primeras moléculas orgánicas se originaron a partir de moléculas
inorgánicas en un ambiente acuoso qué se llamó “caldo primordial”.
41
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Poco a poco los compuestos orgánicos fueron aumentado su complejidad
hasta que apareció el primer aminoácido y posteriormente, la primera proteína,
está se rodeó de una membrana y así continuó la evolución biológica.
Mecanismos de autoensamblaje:
El registro fósil permite conocer que los procariotas precedieron a los eucariotas
y aparecieron hace tres mil millones de años.
Sólo después de mil millones de años de haberse formado la tierra aparecieron
organismos semejantes a las bacterias actuales.
Antes debió producirse un largo período de evolución química, donde se
originaron moléculas provistas de carbono y las unidades precursoras de las futuras
macromoléculas de los seres vivos, como los aminoácidos, los monosacáridos y las
bases de los nucleótidos.
Luego, por polimerización se formaron moléculas cada vez más complejas.
Es posible que durante este periodo entraran en acción los mecanismos de
autoensamblaje, hasta que se formó la primera estructura supramolecular capaz
de autorreproducirse.
UN POQUITO DE EVOLUCIÓN (Química y Biológica)
En los tiempos pre-bióticos, la atmósfera carecía de oxígeno, contenía
hidrógeno, nitrógeno, amoníaco, metano, monóxido de carbono, dióxido de
carbono y agua (principalmente en forma de vapor). Estas moléculas son poco
reactivas, pero interactuaron gracias a la energía de la radiación ultravioleta, el
calor y las descargas eléctricas de los rayos.
En ese entonces la atmósfera tampoco tenía capa protectora de ozono, de
modo que los rayos ultravioletas podían bañar la superficie de la tierra, con una
intensidad que resultaría nefasta para la vida actual. Esto originó moléculas
intermedias muy reactivas como el acetaldehído, cianuro, formaldehído y otras a
partir de las cuales se sintetizaron moléculas cada vez más complejas.
La polimerización de estas moléculas pudo dar lugar a las proteínas, ácidos
nucleicos y los hidratos de carbono de los seres vivos.
Entonces → una vez formada la primera proteína actuaron los mecanismos
de agregación o autoensamblaje.
Es probable que en el caldo primordial las macromoléculas hayan formado
complejos más grandes llamados proteinoides o coacervados, que tienen una
pared como una membrana y un interior líquido. Estos proteinoides primitivos,
pudieron tener actividad enzimática y permeabilidad, pero la ausencia de ácido
nucleicos impidió su continuidad y es posible que tuvieran una vida media muy
corta, ya que no pueden autorreproducirse.
Sólo después de la aparición de los ácidos nucleicos aparecieron organismos
capaz de perpetuarse, así apareció la primera procariota y la vida en la tierra.
42
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La célula eucariota como hoy la conocemos (aeróbica) pudo haberse
originado después de la aparición de una eucariota anaeróbica. Ésta debió ser
parasitada por una procariota aeróbica, que más tarde se convirtió en su
mitocondria  Ésta es la “TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA”
De acuerdo con el resto fósil, los organismos eucariotas debieron haber
aparecido 1500 millones de años atrás, al establecerse una atmósfera de oxígeno
estable, ya que hasta entonces la vida se hallaba solamente en el agua, desde
donde las plantas y animales pasaron a la tierra.
El surgimiento de la reproducción sexual millones de años después, aceleró
la evolución de las formas vivientes  los sexos hicieron posible el intercambio de
información genética entre los individuos, mientras que la mutación y la selección
produjeron las diferentes formas vivientes que hoy encontramos en el planeta,
conocido esto como BIODIVERSIDAD.
REINOS DENTRO DEL MUNDO VIVIENTE
1- Monera: Las bacterias verdaderas y
las cianobacterias o algas azules.
2- Protista: Los protozoos y la mayoría
de las algas, tanto unicelulares como
algunas pluricelulares.
3- Fungi: Los hongos verdaderos.
4- Plantae: Las plantas verdes.
5- Animalia: Los animales.
 Puede considerarse un sexto reino
denominado: “Archaea”, donde se
43
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
incluyen las primeras células dotadas de una membrana plasmática y el ADN en su
interior, llamadas arquibacterias o extremófilas.
Todas son procariotas, autótrofas o heterótrofas, unicelulares. Habitan
ambientes extremos, donde no habitan otros organismos, de temperaturas muy
elevadas, muy ácidos o muy alcalinos. Ej.: en pozos profundos de petróleo
caliente.
Son los seres vivos más antiguos de la tierra, se parecen mucho a las bacterias
pero se diferencian en su composición química y en su constitución genética.
Las células procariotas (“antes del núcleo”), son las más antiguas, ya que
aparecieron hace aproximadamente 3500 millones de años. Es una célula muy
primitiva, carece de núcleo verdadero y de organoides membranosos.
Probablemente todas estas formas de vida en sus comienzos eran seres:
unicelulares, anaerobios y heterótrofos.
Tomaban la energía del CALDO PRIMORDIAL, pero cuando comenzaba a
agotarse el mismo como fuente energética, aparecieron las procariotas autótrofas
representadas por las cianobacterias que aprendieron a realizar la fotosíntesis y
producir por tanto su propio alimento.
Entonces: las moneras son los organismos más simples y más pequeños, aquí
encontramos a las bacterias y cianobacterias o algas verdes-azules o cianófitas.
La evolución de éstas provocó la aparición de células con una organización
más compleja  Las células eucariotas (“núcleo verdadero”), son más
evolucionadas y aparecieron hace aproximadamente 750 millones de años.
Formaron los restantes reinos: en el reino protista, se encuentran los organismos
eucariotas unicelulares. Ej.: algas, líquenes, hongos (no “hongos verdaderos”),
protozoarios.
Millones de años más adelante aparecieron seres pluricelulares, que pueden ser
células vegetales o animales.
Características de la célula eucariota:
 Poseen un gran desarrollo de membranas intracelulares con núcleo
verdadero.
 Poseen inclusiones y organoides: membrana plasmática, REL, RER, envoltura
nuclear, ribosomas 80S, aparato de Golgi, mitocondrias, lisosomas,
peroxisomas, citoesqueleto.
 Se hallan en los reinos protistas, hongos, plantas y animales.
44
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS
Según la forma de obtención de la energía de los organismos pueden ser:
1- Autótrofos: Significa que obtienen su propia energía y alimento.
 Quimioautótrofos: Significa que aprovechan la energía proporcionada
por reacciones químicas sencillas.
 Fotótrofos: Significa que aprovechan la energía lumínica para hacer
fotosíntesis. Es decir: sintetizan hidratos de carbono a partir de CO2 y H2O.
Aparentemente estos organismos surgieron cuando comenzaron a
agotarse las moléculas orgánicas del ambiente.
2- Heterótrofos: Indica a organismos que se alimentan de otros, es decir que
necesitan incorporar compuestos orgánicos a partir de los cuales obtienen la
energía necesaria para realizar sus procesos vitales. A diferencia de los autótrofos
no pueden sintetizar sus propios materiales a partir de componentes inorgánicos.
Ej: el hombre. Es heterótrofo y quimiótrofo (utiliza reacciones químicas pero no
crea su propio alimento).
Por último, la aparición del O2 en el ambiente provocó diferentes formas de
vida denominadas:
 Aerobias: Necesitan vivir en presencia de oxígeno.
 Anaerobias: No toleran el oxígeno.
¡A completar!
MONERAS
PROTISTAS
HONGOS
VEGETALES
ANIMALES
Ejemplos
Bacterias
Algas verdesazules o
cianobacterias
ProtozoaMohos
rios
Hongos
Algas
verdaderos
simples
Algas
Helechos
Plantas
con flores
Insectos e
invertebrados
Peces
Anfibios
Reptiles
Aves
Mamíferos
Célula
Procariota
Nutrición
Heterótrofos,
fotótrofos o
quimioautótrofos
Organización
Unicelular
Reproducción
Asexual
45
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
VIRUS
NO cumplen con la “teoría celular”.
Son organismos de extrema simplicidad, supramoleculares y de dimensiones
muy pequeñas (30 a 300 nm), NO PUEDEN CONSIDERARSE CÉLULAS ya que no
tienen membrana plasmática, citoplasma ni organoides (ej ribosomas), entonces
son incapaces de sintetizar sus propias proteínas para llevar una vida
independiente, por eso los llamamos “parásitos obligados”.
Deben parasitar una célula para sobrevivir ya que dependen de la
maquinaria biosintética de la célula huésped para replicar sus genes, sintetizar sus
proteínas, reproducirse.
Los virus son producidos por un proceso de agregación macromolecular 
los componentes son sintetizados por separado en diferentes lugares de la célula
huésped y luego son reunidos de manera coordinada en otra parte de ella.
Finalmente al multiplicarse causan la degeneración y muerte de la célula
huésped.
QUÍMICAMENTE PRESENTAN:
 Una molécula de ADN o ARN (nunca los
dos) llamado core o genóforo, que es el
material genético.
 Una cubierta proteica llamada cáspide
formada por monómeros de proteínas
capsómeros
 Algunos pueden presentar una membrana
fosfolipoproteica (o sea, idéntica a la de
una célula). En este caso se llaman virus
“cubiertos” y esa membrana la han
“robado” a una de sus células parasitadas.
Genóforo
Cápside
Envoltura
Si bien presentan algunas características de
los seres vivos como “autorreproducción”, herencia
y mutación, NO tienen metabolismo propio ni las
demás características.
Son agentes causales de enfermedades
tanto en el hombre como en las plantas y otros
organismos.
BACTERIÓFAGO: son virus que lisan bacterias. Al
infectar la bacteria pueden ocurrir dos hechos:
1.
El DNA viral puede penetrar la célula y
comenzar una infección o “ciclo lítico”.
2.
El DNA viral puede transformarse en parte del
cromosoma bacteriano, replicándose con él y
siendo
transferido
a
sus
células
hijas
46
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
silenciosamente. En este caso el ciclo se denomina “lisogénico”, porque de
cuando en cuando, el virus llamado profago se activa y comienza un nuevo
ciclo lítico (queda latente hasta que se despierta).
(virión)
TIPOS DE VIRUS
A- Virus con ARN o retrovirus:
El ARN del virus codifica la síntesis de las proteínas de la cáspide y sus enzimas.
Estos virus poseen como material genético una molécula de ARN que necesita
ser transcripta en una molécula de ADN, para ello disponen de una enzima: la
“transcriptasa inversa” que les permite reproducirse ya que copia su ARN en ADN.
A partir del ARN viral se sintetiza una cadena de ADN, luego mientras el ARN
viral se degrada se fabrica la otra cadena de ADN, así se forma la estructura
bicatenaria con la información del virus que se incorpora al ADN de la célula
huésped, infectándolo.
47
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
VIRUS DEL SIDA
El sindrome de inmunodeficiencia adquirida se identificó por primera vez en 1981, año
en que aparecieron los primeros enfermos en EEUU con síntomas inexplicables y una forma de
cáncer de piel muy extraña (sarcoma de Kaposi). Recién en 1983 se aísla en un laboratorio al
virus causante, el VIH. Pertenece al grupo de los retrovirus.
Produce una enfermedad infecciosa fatal caracterizada por una depresión pronunciada
del sistema inmunológico y por el desarrollo de tumores poco comunes o por la aparición de
enfermedades oportunistas graves.
Otros ejemplos: sarampión, poliomelitis, influenza, adenovirus.
B- Virus con ADN: a pesar de que el ADN viral tiene información para duplicarse,
necesita de la célula huésped para usarle la maquinaria biosintética para la síntesis
proteica. Ej.: virus de la viruela, varicela, paperas, los bacteriófagos.
El virus a ARN ingresa entero a la célula a infectar, (recordar que en este tipo
debe actuar la transcriptasa inversa) mientras que el virus ADN sólo ingresa el
ácido nucleico.
CICLO DE LOS VIRUS
Alternan en dos fases:
 Fase extracelular: existen como partícula infecciosa inerte llamada VIRIÓN.
(ADN o ARN + cápside). Aún no ha ingresado a ninguna célula.
 Fase intracelular: el virus existe bajo la forma de ADN o ARN replicándose
dentro de la célula huésped.
VIROIDES: son organismos más simples que los virus. Atacan a células vegetales
y están formados por una sola molécula de ARN, no poseen la cubierta proteica o
cáspide.
PRIONES
Existen agentes infecciosos aún más simples que los virus que se llaman priones
o proteínas priónicas y son partículas proteináceas SIN ácido nucleico asociado.
Son proteínas que se autorreplican e infectan células eucariotas animales.
Se conoce que transmiten la “picazón”, que es una enfermedad de las ovejas,
y también el mal de la “vaca loca” (encefalopatía espongiforme bovina o EEB) y
en humanos la enfermedad de Creutz-Feldt-Jacob (ECJ). Igual que los viroides, NO
se conoce muy bien el mecanismo por el cual ejercen su efecto patogénico.
48
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Se sabe que la enfermedad en humanos se da por el cambio de forma de una
proteína (PrP). Ésta da lugar a una forma anormal, llamada prión (PrPSc), cuya
presencia produce una destrucción progresiva y mortal al cerebro.
El pasaje de la forma normal de la proteína a la forma patológica, es
catalizado por el mismo prión, de modo que basta una pequeña cantidad de
éste para provocar la transformación de toda la proteína normal.
49
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CÉLULA PROCARIOTA
En este grupo encontramos a las bacterias y las cianófitas (cianobacterias ó algas
verdes azuladas), y los micoplasmas que son más pequeños que los anteriores.
Miden unos pocos micrómetros (1 a 10 µm de largo y 0.2 a 1 µm de ancho) y son
unicelulares.
Las FORMAS que pueden presentar son: esféricas como los cocos, alargados como
las bacilos, espiraladas o helicoidales como los espirilos o tener forma de bastón
corto y encorvado como los vibriones. Además pueden vivir en forma aislada o en
colonias.
Cocos
Bacilos
Espirilos
Vibriones
Micoplasmas: Son células procariotas muy pequeñas cuyo diámetro oscila entre 0.1 a 0.25 µm, es
decir, como si fueran “virus grandes”. Se definen como pequeñas bacterias que producen
enfermedades infecciosas en diferentes animales y en el hombre.
Poseen una masa mil veces menor que el tamaño promedio de una bacteria y un millón de veces
menor que el de una célula eucariota. Y no poseen pared celular.
LA CÉLULA PROCARIOTA CONSTA DE:
1- MEMBRANA PLASMÁTICA: tiene la estructura de bicapa lipídica con proteínas
periféricas e integrales, y además contiene las enzimas respiratorias y fotosintéticas
en los casos que corresponda. Esquema de la membrana plasmática bacteriana:
2- PARED CELULAR: es rígida y acelulósica (no formada por celulosa), formada por
proteínas y mucopolisacáridos.
Constituye la envoltura de las bacterias, ubicada por fuera de la membrana
plasmática.
Todas las bacterias tienen pared excepto los micoplasmas.
 Funciona como un exoesqueleto que mantiene la forma.
50
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Sirve de protección mecánica.
 La protege de las diferencias de presión osmótica, de lo contrario la bacteria
estallaría.
 Es la base del fundamento de la coloración de Gram.
Coloración de Gram
La composición de la pared es diferente según se trate de bacterias Gram (+) o
Gram (-).
Poseen un componente común que es el peptidoglicano (también llamado
mureína o mucocomplejo de Park), formado por polisacáridos unidos por cadenas
peptídicas cortas.
Las bacterias Gram (+) poseen:
 Peptidoglicano: es el constituyente fundamental de la pared. Es más grueso
en las Gram (+).
 Ácidos teicoicos: su ubicación no está definida. En gran porcentaje está
unido al ácido murámico del peptidoglicano. Interviene en el
mantenimiento de la integridad de la pared celular, actúan como antígenos
de superficie y actúan en la recepción de fagos.
 Ácidos lipoteicoicos: estás asociados a la membrana plasmática, atraviesan
la pared y sobresalen de ella. Intervienen parcialmente en la adherencia
bacteriana.
Las bacterias Gram (-) poseen:
 Capa interna: constituida por una capa más delgada de mureína que en
las Gram (+), sumergida en el llamado “espacio periplásmico”.
 Lipoproteína de Braun: que establece una unión entre la capa de
peptidoglicano y la membrana externa.
 Capa externa o membrana externa: constituida por:
51
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
o Fosfolípidos.
o Lipopolisacáridos, formados por:
 Lípido A: responsable de la función toxigénica.
 Polisacárido o core.
 Antígeno “O” o somático: antígeno de superficie. Es uno de los
antígenos fundamentales de las bacterias Gram (-).
o Proteínas: que constituyen las porinas (pequeños canales o poros que
permiten el paso de moléculas hidrofílicas de tamaño reducido)
 Espacio periplasmático: es un gel periplasmático que contiene agua y
moléculas libres donde se encuentra suspendida la delgada capa de
peptidoglicano. Se encuentra entre la parte externa de la pared celular y la
membrana citoplasmática.
Contiene una variedad de enzimas hidrolíticas que intervienen en el
metabolismo celular, factores de virulencia líticos (colagenasas, hialuronidasas), en
algunas bacterias, especialmente Gram (-), hay enzimas inactivantes de
antimicrobianos  llamadas beta-lactamasas.
El uso de la coloración de Gram es universal, fue
descubierto por un microbiólogo danés Hans Christian
Gram.
Es una coloración diferencial que se utiliza en rutina en el
diagnóstico bacteriológico, permite distinguir la morfología
(coco o bacilo), tinción Gram (+) o (-) y disposición, en
pares (diplococos), en cadena (estreptococos), o en
racimos (estafilococos).
Fundamento de la coloración:
Los reactivos de la técnica son (entre otros):
- Colorante cristal violeta.
- Alcohol/acetona (decolorante)
- Contracolorante: fucsina (rosado)
Después de esto las Gram (+)
quedan violetas y las Gram (-)
rosas
Seguimos con los componentes de la procariota:
3- En algunos casos existe una “CÁPSULA GELATINOSA”, por fuera de la pared
celular. Favorece la adhesividad de la bacteria.
4- CITOPLASMA: integrado por un citosol o matriz que contiene agua, enzimas y
otras moléculas biológicas (glúcidos, lípidos, etc).
5- Los únicos organoides citoplasmáticos presentes en todas las procariotas son los
RIBOSOMAS 70S, (los ribosomas no son membranosos).
52
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
6- MESOSOMAS: son prolongaciones de la membrana plasmática en algunas
bacterias. Antes se creía que tenían alguna función en la duplicación celular. Hoy
se acepta que pueden ser un “artificio de técnica”, no verdaderas estructuras
bacterianas.
7- Laminillas membranosas FOTOSINTÉTICAS con pigmentos que captan la luz solar,
presentes especialmente en cianobacterias.
8- Presentan una zona central llamada región central o NUCLEOIDE, con el
cromosoma bacteriano formado por una molécula bicatenaria y circular de ADN
desnudo = su unión a proteínas es débil (no está asociado a histonas).
 También se lo denomina Genóforo: es el nombre que se le da al cromosoma
procariota.
En la Escherichia coli, su ADN, tiene una longitud aproximada de 1,4 mm, contiene
la información para codificar entre 2000 y 3000 proteínas distintas, lo que implica
aproximadamente 3.400 pares de bases.
 ¡Para comparar! La cantidad de ADN
en los organismos superiores puede ser
varios cientos de veces mayor, 1200
veces en el caso del hombre. Así, el ADN
completamente extendido de una célula
humana tiene una longitud total de
alrededor de 1,70 m.
No poseen una envoltura nuclear que
permita diferenciar un núcleo verdadero.
Por lo tanto el cromosoma está en
contacto directo con el citoplasma y se
une a la membrana plasmática, lo que
está relacionado con el mecanismo de
reproducción de las bacterias.
FISIÓN BINARIA O AMITOSIS
Proceso: el material genético se duplica,
la célula se agranda y se divide en dos
células hijas, cada una con una copia de ADN.
Fisión binaria
 La Escherichia coli se cultiva fácilmente a 37ºC, en soluciones acuosas con iones,
glucosa, aminoácidos y nucleótidos. En dicho medio se comprueba que duplica su
masa y se divide en aproximadamente 20 minutos.
53
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
9- Algunas bacterias presentan una molécula de ADN extracromosómico, también
circular, llamado PLÁSMIDO, que se relaciona con la resistencia bacteriana frente
a ciertos antibióticos.
10- ARN
11- Gránulos de almacenamiento (nutrientes).
12- Componentes inorgánicos y orgánicos.
También pueden tener:
13- FLAGELOS: son apéndices filiformes de naturaleza proteica (flagelina), que
existen en mayor frecuencia en las bacterias Gram (-). La flagelina es una
asociación de subunidades de proteína helicoidal. Le dan movilidad a las
bacterias y tienen capacidad antigénica.
14- PILI O FIMBRIAS: son estructuras de superficie, más cortas y finas que los flagelos,
también de naturaleza proteica (pilina). También se encuentran con mayor
frecuencia en las bacterias Gram (-). Se clasifican en pilis comunes y sexuales.
Los comunes intervienen en la adherencia bacteriana y es el primer paso
de la colonización y posterior infección, también poseen capacidad
antigénica.
Los pilis sexuales intervienen en la transferencia de material genético (el
plásmido) de una bacteria a otra mediante un mecanismo conocido como
conjugación.
CONJUGACIÓN: Es un mecanismo de transferencia de genes que provee de
variabilidad genética a las bacterias. El plásmido es transferido de la célula dadora
o macho a través de su pili sexual a la célula receptora o hembra. El mecanismo
requiere el contacto de célula a célula y no es sensible a las ADNasas. La
información que se ha compartido puede, por ejemplo, relacionarse con
mecanismos de resistencia bacteriana frente a antibióticos.
 Hay bacterias heterótrofas, fotótrofas y quimioautótrofas, algunas son aerobias y
otras anaerobias.
 Se hallan solamente en el reino Monera.
ESPORAS
Son una forma de resistencia bacteriana ante situaciones adversas: desecación,
agentes físicos (frío o calor), agentes químicos y deficiencias nutricionales. Se
observa como una estructura refringente esférica u oval que puede estar en el
interior de la bacteria (endospora) o rodearla externamente (exospora).
54
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 La formación de esporas es exclusiva de los bacilos Gram (+) y el mecanismo se
denomina esporulación. En condiciones medioambientales favorables pueden
transformarse nuevamente en la célula vegetativa original, mecanismo
denominado germinación.
 A pesar de que la mayoría de las bacterias son patógenas, es decir, invaden organismos
superiores provocando enfermedades infecciosas, también son indispensables para el
mantenimiento de la vida sobre la tierra, ya que permiten el reciclaje de materia en el
ecosistema. Otras resultan incluso beneficiosas, por ejemplo las que se encuentran en el
intestino humano (flora) que nos sintetizan la vitamina K.
 PARA TENER EN CUENTA
- La Teoría Endosimbiótica fue propuesta por Lynn Margulis y explica la asociasión
de procariotas para evolucionar a la primer célula eucariota aeróbica y es la que
considera que las mitocondrias serían vestigios de organismos procariotas.
- Se considera esterilización a la destrucción de todas las formas de vida, incluidas
las esporas. Ej.: autoclave.
- La penicilina, primer antibiótico, fue descubierta por Alexander Fleming en el año
1928 accidentalmente. No todas las bacterias son destruidas por la penicilina.
55
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CÉLULAS EUCARIOTAS
Su volumen es mucho mayor que las procariotas y poseen mayor complejidad. La
diferencia clave con las procariotas es que poseen membranas internas, lo que las
divide en compartimientos específicos, entre ellos el núcleo.
Presentan:
- NÚCLEO rodeado por doble envoltura membranosa, donde hay poros que
permiten la intercomunicación con el citoplasma y que encierra varias moléculas
de ADN asociado a histonas.
- CITOPLASMA con organoides membranosos (cuyo interior está separado del
citosol) y no membranosos, agua, iones, diversas encimas e inclusiones. También
encontramos estructuras proteicas que forman el citoesqueleto.
ORGANIZACIÓN DE UNA CÉLULA EUCARIOTA.
Podemos dividirla inicialmente en 3 grandes componentes:
 Los Límites Celulares
 El Núcleo
 El Citoplasma (todo lo que queda comprendido entre los límites celulares y el
núcleo)
56
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
A continuación se describen los componentes y los subcomponentes que los
forman, indicando para cada uno sólo las PRINCIPALES FUNCIONES, ya que más
adelante cada parte será vista en detalle.
LÍMITES CELULARES
 Membrana Plásmática: permeabilidad celular, relación con el exterior.
 Cubierta celular o glucocáliz: interacciones celulares, adhesión,
reconocimiento. Sólo en células animales.
 Pared celular: constituida principalmente de celulosa (comparar con la
bacteria). Protección. Sólo en células vegetales.
NÚCLEO
 Cromatina o cromosomas (ADN + histonas): Sistema de información
genética.
 Nucléolo/s: síntesis de ribosomas.
CITOPLASMA
 CITOSOL: aloja los componentes no membranosos.
o Enzimas solubles: glucólisis y otras reacciones metabólicas.
o Citoesqueleto: forma, sostén, motilidad celular, organización de
organoides.
o Ribosomas: síntesis proteica.
o Inclusiones: reserva energética, acumulación de residuos o de
pigmentos.

ORGANOIDES MICROTUBULARES:
o Centriolo y huso acromático: división celular (sólo en cél. animales)
o Cuerpos basales, cilios, flagelos: motilidad celular

ORGANOIDES MEMBRANOSOS:
o Que forman parte del Sistema de Endomembranas:
Envoltura nuclear: compartimentalización y permeabilidad nuclear.
RER y REL: síntesis y transporte de proteínas y lípidos
(respectivamente).
Complejo de Golgi: transformación, empaquetamiento y
distribución de productos. Formación de lisosomas. Secreción celular.
Endosomas y Lisosomas: digestión celular.
Vesículas: acumulación y transporte de productos.
o Que NO forman parte del Sistema de Endomembranas:
Mitocondrias: respiración celular, obtención de energía, síntesis de
ATP. Tienen membrana doble.
Cloroplastos: fotosíntesis (sólo en cél. vegetales). Tienen membrana
doble.
Microcuerpos (Peroxisomas): destoxificación celular.
Vacuolas: reserva de agua (en la célula vegetal).
57
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
COMPARACIÓN ENTRE PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
Característica
Ejemplos
Dimensión celular
Núcleo
diferenciado
Estructura
ADN
PROCARIOTA
EUCARIOTA
Bacterias
Protozoarios
Cianobacterias
Hongos
Micoplasmas
Vegetales
(Reino Monera)
Animales
1- 10 µm
10 - 100 µm
Ausente
Presente
Filamento único, circular y
desnudo
Varios filamentos, organizado en
cromosomas, lineal y combinado con
proteínas
Histonas
Ausentes
Presentes
Cantidad
105 a 107 nucleótidos
108 o más de 109 nucleótidos
Nucléolo
Ausente
Presente
División
Amitosis (fisión binaria)
Mitosis y meiosis
No celulósica (formada de
Celulósica, pero sólo en células
proteoglicanos)
vegetales.
Excepcional el colesterol
En animales abunda el colesterol
Biosíntesis de ARN y
En el mismo compartimento
EN núcleo  transcripción y
proteínas
celular (citosol)
en citosol  traducción
Endomembranas
Ausentes
Presentes
Cloroplastos
Ausentes
Presentes (sólo en cél vegetal)
Ribosomas
70S (50S + 30S)
80S (60S + 40S)
Citoesqueleto
Ausente
Presente
Locomoción
Flagelo  flagelina
Cilios y flagelos  tubulina
Captura y digestión
No hay endocitosis, no hay
Endocitosis y presencia de lisosomas
de moléculas
digestión intracelular
(digestión celular)
Diferenciación u
Inexistente. Únicamente
organización
unicelulares. No hay tejidos
Pared celular
Composición de
membranas
58
Gran diferenciación celular.
Posibilidad de formar tejidos y sistemas
de órganos
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
ESPECIALIZACIÓN CELULAR
En organismos unicelulares, su única célula cumple múltiples funciones. En
cambio, en organismos multicelulares las células han evolucionado, es decir, se
han especializado para cumplir una determinada función cada una. A esta
especialización celular se la llama diferenciación celular.
La diferenciación celular depende de qué tipo de PROTEÍNAS se expresan
más en cada célula, por ejemplo: en un miocito abundan proteínas contráctiles,
en una neurona encontramos neurotransmisores y proteínas del axón, en un
glóbulo rojo encontramos hemoglobina. Sin embargo todas las células tienen
proteínas comunes: las de la membrana plasmática, las de la glicólisis, etc., y
también son frecuentes las células que cumplen varias funciones.
Ejemplos de Especialización Celular  completar
Tipo celular
FUNCIÓN
Célula del páncreas
Macrófagos
Células de ovario/testículo
Células de riñón/intestino
Neurona
Célula muscular
Eritrocito
Secreción de proteínas
Digestión de sustancias
Síntesis de esteroides
Absorción
Conducción
Contractilidad
Transportar oxígeno
59
Organoide más
desarrollado
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CÉLULA EUCARIOTA VEGETAL
La biología celular de las plantas es esencialmente similar a la de los animales,
pero la célula eucariota vegetal presenta características que la distinguen:
PARED CELULAR: puede ser comparada con un “plástico reforzado con fibra de
vidrio”, ya que está constituida por un retículo microfibrilar incluido en una matriz
de moléculas unidas entre sí.
 Las microfibrillas están compuestas por celulosa, son cadenas rectas de
polisacáridos formados por glucosa que se denominan cadenas de glucano. 2000
cadenas de glucano se unen mediante puentes de hidrógeno y forman así la
microfibrilla. Estas microfibrillas de celulosa se asocian entre sí y componen un
enrejado semicristalino.
 La matriz de la pared celular contiene algunos polisacáridos no celulósicos
(sustancias pécticas, hemicelulosa, ceras) y lignina, el principal componente de la
madera. La lignina sólo se encuentra en paredes de células maduras.
La pared celular es compleja y en algunos vegetales se halla muy diferenciada.
Suelen contener dos componentes:
 Pared primaria: esta capa sólo contiene pectina, comienzan a formarse con la
división celular.
 Pared secundaria: aparece cuando la célula alcanza su madurez. Son
materiales agregados sobre la superficie interna de la pared primaria, entre ésta y
la membrana plasmática, sea como espesamiento localizado o como
espesamiento homogéneo. En ambos casos la pared secundaria queda formada
por celulosa, hemicelulosa y escasas sustancias pécticas.
La infiltración de lignina en los espesamientos localizados ocupa el lugar del agua
e infiltra a la matriz y a las microfibrillas celulósicas. Cuando la pared se lignifica la
célula vegetal muere.
DIBUJAR:
60
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CITOPLASMA: presenta particularidades como:





Vacuolas: son estructuras de gran tamaño limitadas por una membrana
simple. Guardan líquido y se usan para regular el volumen y la turgencia de
la célula. Representan entre el 10 y el 90% del volumen de citoplasma.
Algunas se comportan como lisosomas, ya que contienen enzimas
hidrolíticas.
Plasmodesmos: son puentes entre los citoplasmas de las células vegetales
que las hacen continuas, permiten la libre circulación de líquidos y solutos.
Glioxisomas (ver microcuerpos más adelante).
Cloroplastos (ver plástidos más adelante).
Inclusiones de almidón.
NO POSEE CENTRÍOLOS pero sí verdaderos centrosomas responsables de la formación de
microtúbulos para el huso mitótico (estructura que realiza la mitosis). Se dice que las mitosis en las
células vegetales son anastrales, es decir, carecen de centríolos y de fibras del áster. Esto indujo a
sospechar que los centríolos no son indispensables para la formación de microtúbulos como se
creía antes.
61
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL
Es un tipo de célula heterótrofa quimiótrofa: significa que utiliza como fuente
de energía reacciones químicas, concretamente aquellas de óxido-reducción.
Transforma la energía por medio de dos procesos fundamentales que son:
1-) RESPIRACIÓN CELULAR: por este proceso se degradan u oxidan hidratos de
carbono, lípidos, proteínas y la energía que se libera se almacena en forma de
ATP, para luego ser utilizada. Este proceso es exergónico.
La respiración celular puede ser:
 Respiración aeróbica: ocurre cuando el último aceptor de e- es el O2. Es
decir: USA OXÍGENO. El hombre es un organismo aerobio, y este proceso
ocurre en las mitocondrias celulares.

Respiración anaeróbica: el último aceptor de e- es una molécula distinta de
O2. Ej.: iones nitrato o iones sulfato. O sea, NO usa oxígeno. Algunas bacterias
por ejemplo son organismos anaeróbicos.
2-) TRABAJO CELULAR: por este proceso se utiliza la energía liberada durante la
respiración celular (que está guardada en el ATP) y se usa para efectuar trabajo
químico, eléctrico o mecánico. Es un proceso endergónico.
Para estudiar la célula eucariota animal se la divide en numerosos
compartimentos, entre los que sobresale el NÚCLEO. La parte de la célula que no
corresponde al núcleo es el CITOPLASMA, que puede subdividirse
esquemáticamente en dos espacios, el “citosol” y el encerrado en el interior de los
organoides o “intraluminal”.
El citosol es considerado el verdadero medio interno celular, que se extiende
desde la envoltura nuclear hasta la MEMBRANA PLASMÁTICA y que llena el
espacio no ocupado por el sistema de endomembranas, las mitocondrias y los
peroxisomas.
CITOSOL
En él se encuentran:
 Los elementos del citoesqueleto (incluido centrosomas con centríolos).
 Un gran número de enzimas (por ejemplo las de la glucólisis).
 La mayoría de las moléculas que conducen señales dentro de la célula.
 Los compuestos que dirigen la síntesis de las proteínas (ARN y ribosomas).
 Los proteasomas.
 Las chaperonas
 Las inclusiones.
 En promedio representa el 50% del volumen del citoplasma. Su pH es de 7,2.
62
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 En el citosol se realizan importantes funciones como la síntesis de proteínas y la
glucólisis.
¿Qué es la GLUCÓLISIS?
Es la degradación de la glucosa con fines energéticos, ya que la glucosa es
nuestro combustible.
El citosol actúa como un gel estructurado (coloidal) con propiedades viscosas y
elásticas.
 Al Microscopio Óptico (MO): su aspecto es homogéneo y sin estructura visible.
 Al Microscopio Electrónico (ME): se observa una malla tridimensional constituida
por filamentos (los componentes del citoesqueleto).
En en él se encuentran:
1- Agua: en su mayor porcentaje, actúa como “fase dispersante”.
Y una “fase dispersa” donde encontramos:
2- Proteínas: tubulina, actina, etc.
3- Enzimas solubles: de la glucólisis, de ácidos grasos, etc.
4- Iones (electrolitos).
Además:
5- Organelas u organoides: son los componentes estables de la célula y que
desarrollan una función determinada. Ej.: ribosomas.
6- Inclusiones de glucógeno, grasa o pigmentos: son los constituyentes NO estables
que representan los productos del metabolismo de las células.
7- Diversas moléculas: en solución que han sido producidas por la célula o
tomadas del espacio extracelular.
 Los organoides intracelulares se dividen según posean o no membrana en:
 Organitos membranosos, son:
 Núcleo.
 Retículo endoplasmático liso (REL).
 Retículo endoplasmático rugoso (RER).
 Complejo de Golgi.
 Endodomas y Lisosomas.
 Vesículas.
- Mitocondrias.
- Microsomas.
- Cloroplastos (célula vegetal).
 Organitos NO membranosos, son:
- Ribosomas.
- Componentes del citoesqueleto.
63
 RECORDAR: los que poseen un
círculo  son los que “forman
parte del sistema de
endomembranas”. En el caso del
núcleo es más correcto decir que
es la membrana nuclear la que
forma parte del sistema.
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
MEMBRANA PLASMÁTICA, CELULAR, O PLASMALEMA
Es una estructura dinámica de 6 a 10 nm de espesor. No puede distinguirse su
estructura al microscopio óptico, sí al electrónico.
Funciones:
 Regula la mayoría de las interacciones entre la célula y su entorno,
entonces, es indispensable para mantener la integridad y características
propias del medio interno celular.
 Aísla a la célula del medio, pero al mismo tiempo la relaciona con él, por
ejemplo seleccionando qué materiales entran o salen.
 Regula el pasaje de sustancias, gracias a su PERMEABILIDAD SELECTIVA.
 Limita el medio intracelular del extracelular dando individualidad a la célula.
 Protege a la célula actuando como una barrera de contención.
 Puede
especializarse
para
cumplir
funciones
específicas.
Ej:
microvellosidades, flagelos.
 Participa del reconocimiento celular (de otras células y tejidos) a través del
glucocáliz.
 Recepta gran cantidad de señales químicas que provocan respuestas en la
célula a través de proteínas receptoras.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MEMBRANA
Químicamente la membrana es LIPOPROTEICA, es decir, constituida por lípidos y
proteínas. Éstos se unen con carbohidratos por enlaces covalentes formando
glucolípidos y glucoproteínas. La parte glucídica de la membrana se denomina
glucocáliz.
64
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
LIPIDOS
Forman una bicapa. Como los fosfolípidos son anfipáticos o anfifílicos, al disponerse
entre dos fases acuosas (citosol y medion extracelular), las colas hidrófobas se
ubican enfrentadas internamente, y las cabezas polares se ubican externamente
dirigidas hacia ambos medios acuosos. Se forma lo que se denomina un
“liposoma”.
Encontramos:
 Fosfolípidos:
tanto
“glicero”
como
“esfingo”
fosfolípidos. El fosfolípido que predomina en las
membranas biológicas es fosfatidilcolina (es un
glicerofosfolípido).
 Colesterol
 Glucolípidos:
como
por
ej:
galactolípidos
(cerebrósido).
 La membrana es asimétrica: porque presenta distintos tipos de lípidos en las dos
capas.
PROTEÍNAS
Existen importantes cantidades de proteínas, se consideran el soporte mecánico
de la membrana. En promedio la proporción de lípidos y proteínas es la misma
(50% y 50%), pero varía en distintos tipos celulares. Por ej: en vainas de mielina hay
80% lípidos y 20% proteínas. En la membrana interna de las mitocondrias esta
relación se invierte.
Encontramos:
 PROTEÍNAS INTRÍNSECAS O INTEGRALES: son las más abundantes. Pueden
ubicarse:
 En el espesor de la membrana intercaladas con los lípidos con los cuales se
unen mediante aminoácidos hidrófobos, atravesando toda la membrana de
punta a punta y sobresaliendo por los extremos. Éstas son las
“transmembranosas”, que a su vez pueden ser monopaso o multipaso según
la cantidad de veces que atraviesen la membrana.
 En la membrana pero ir desde el sector hidrófobo hasta una de las caras (ya
sea la citosólica o la extracelular), por la que emergen.
 En la periferia, adosada a la membrana por una de sus caras, sin atravesarla,
se unen en forma covalente a una proteína o a un lípido de la membrana.
Son las llamadas “periféricas”, pero siguen siendo intrínsecas.
65
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Estas proteínas integrales se unen fuertemente a la membrana (enlaces
covalentes) su separación requiere métodos drásticos (detergentes o solventes
especiales). Son moléculas anfipáticas al igual que los fosfolípidos ya que poseen
sectores hidrófilos y sectores hidrófobos.
Funciones: estas proteínas pueden:
 Regular el paso de materiales a través de la membrana. Ej: canales de iones,
permeasas, etc.
 Cumplir funciones enzimáticas. Ej: la bomba de Na y K, también llamada
Na+/K+ ATPasa.
 Ser receptores hormonales. Ej: receptores para insulina.
 Ser receptores para neurotransmisores. Ej: en las sinapsis neuronales.
 Ser antígenos de histocompatibilidad.
 Contribuir a la formación de uniones intercelulares. Ej: las cadherinas.
 Tener función estructural.
 PROTEÍNAS EXTRÍNSECAS O PERIFÉRICAS:
No penetran la bicapa, se ubican sobre ambas caras de la membrana,
asociándose a proteínas y lípidos en forma NO covalente, es decir mediante
enlaces débiles. Por lo tanto se separan o extraen fácilmente con soluciones
salinas. Sólo tienen función estructural.
Las proteínas se ubican de forma asimétrica también (igual que los lípidos)
respecto a ambas caras de la membrana. Por último los glúcidos que forman el
glucocáliz (que ya veremos más adelante) se ubican sólo en la cara externa, la
que da al medio extracelular.
Es decir que la membrana plasmática tiene una DISTRIBUCIÓN ASIMÉTRICA
porque sus tres componentes se distribuyen de manera diferente hacia una
superficie o la otra, entonces las dos hemicapas son distintas por el tipo y
proporción de moléculas lipídicas, proteicas y glucídicas que la forman
66
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
GLÚCIDOS
Las membranas celulares contienen entre un 2 y un 10% de hidratos de carbono.
Se hallan unidos covalentemente a lípidos y proteinas formando glucolípidos y
glucoproteínas. Los glucolípidos se clasifican en cerebrósidos y gangliósidos. Las
glucoproteinas poseen principalmente oligosacáridos. Cuando están unidas a
polisacáridos, forman proteoglicanos (proteína más GAG). Se ubican sólo en la
cara externa de la membrana. Más adelante veremos en más detalle este tema,
la función, etc.
TÉCNICAS DE COLORACIÓN
Para M.O: no se la puede distinguir, se la observa indirectamente identificando
alguno de sus componentes, como por ejemplo la actividad de la fosfatasa
alcalina (enzima marcadora de la membrana), mediante técnica de Gomori.
Al M.E: se la observa con la estructura que ya hemos descripto, y que recibe el
nombre de Modelo de Singer y Nicholson o de “mosaico fluido” (1972). A través de
una técnica de criofractura, ellos pudieron obtener una réplica de la membrana y
así fue observada al M.E.
Este modelo propone que la membrana tiene una
estructura semilíquida y químicamente es una bicapa de
fosfolípidos y en menor medida colesterol, con proteínas
intercaladas (incrustadas como piedras en un mosaico)
entre ellos, más la capa de glúcidos sólo en la capa
externa.
Pero no es un mosaico estático, sino que posee mucha
FLUIDEZ: los fosfolípidos pueden rotar sobre su eje,
desplazarse en forma lateral en la bicapa y además saltar
de una capa a la otra mediante un movimiento llamado flip-flop, catalizado por
67
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
enzimas flipasas (menos común). La fluidez es una propiedad esencial de los
fosfolípidos de bajo punto de fusión, es decir, de los insaturados. Al tener bajo
punto de fusión tienden más al estado líquido que al sólido y por lo tanto son más
fluidos. Los ácidos grasos saturados en cambio, dan más rigidez a la membrana,
igual que el colesterol.
Las proteínas también pueden rotar sobre su eje y desplazarse lateralmente, esto
es porque se asocian a los lípidos que las movilizan, pero no pueden saltar de una
capa a la otra. Se las ha comparado con un “iceberg” que flota en la bicapa
lipídica.
MEMBRANAS BIOLÓGICAS INTRACELULARES
Dentro de la célula eucariota encontramos membranas internas que dividen los
distintos compartimientos celulares. Forman el denominado “Sistema de
Endomembranas” que veremos más adelante. La composición química de las
membranas internas es la misma que la plasmática: bicapa lipídica con proteínas
incrustadas, más la capa de glúcidos, pero esta última mira hacia dentro, hacia la
superficie interna de la vesícula o cisterna.
MEMBRANA CELULAR DEL ERITROCITO
El eritrocito o glóbulo rojo es una célula anucleada, cuya función es transportar
oxígeno en la sangre para lo cual posee una proteína especial llamada
hemoglobina. Sus membranas se han podido estudiar en detalle ya que se
obtienen muy puras por presentar pocos organoides.
Posee un conjunto de proteínas membranosas y citoesqueléticas asociadas, que le
confieren una gran flexibilidad a la célula para poder circular por capilares
sanguíneos de diámetros inferiores al suyo, además de la morfología bicóncava
que lo caracteriza.
Estas proteínas son:
 Transmembranosas: glicoforina y banda 3 (o intercambiadora de iones)
 Citoesqueléticas: actina y espectrina
 Ligadoras: banda 4.1, anquirina y aducina.
Se disponen de la siguiente manera:
68
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
POTENCIAL DE MEMBRANA
En el interior y exterior de la célula existen diferentes aniones y cationes, según
vimos al comienzo del curso. La diferencia de concentración de iones determina
un potencial eléctrico denominado potencial de membrana o de reposo, que es
necesario para el normal funcionamiento de la célula, especialmente para
neuronas y miocitos.
La desigual distribución de iones a ambos lados de la membrana lleva a que la
superficie interna sea electronegativa con respecto a la externa que es
electropositiva. Decimos que la membrana está polarizada. El mantenimiento de
este potencial eléctrico se debe en gran medida a la bomba de Na y K, como
veremos más adelante.
Es de vital importancia en células excitables, ya que esta distribución desigual
de las cargas hace que la célula pueda responder a estímulos. Por ejemplo en las
neuronas, la llegada de un estímulo excitatorio en la sinapsis, genera la apertura
de canales de Na+. Este ión va a entrar al citosol a favor de su gradiente (recordar
que se encuentra más concentrado afuera de la célula). Este ingreso masivo del
Na+ modificará la polarización de la membrana, invirtiérdola: ahora la cara interna
será más positiva que la externa. Decimos que se ha “despolarizado” la
membrana, y esto genera un potencial de acción, que le permite a la neurona
continuar con el impulso eléctrico.
Si en cambio la llegada del estímulo generara la apertura de los canales de Cl -,
sería un estímulo inhibitorio: el Cl- también está más concentrado afuera, por lo
que entraría, profundizando la polaridad de la membrana. Decirmos que se
“hiperpolariza”. Este mecanisco permite “bloquear” a la neurona dejándola menos
incapaz de responder, según sea necesario.
69
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Video: Potencial de membrana
CUBIERTA CELULAR O GLUCOCÁLIZ
Es la estructura que está rodeando la membrana plasmática en su parte externa,
mide entre 10 a 20 nm de espesor (recordar que la membrana plasmática  6 a
10 nm). Químicamente está formada por cadenas de glúcidos que provienen de
los glucolípidos y glucoproteínas de la membrana. Son OLIGOSACÁRIDOS
(cadenas cortas). También puede contener enzimas extracelulares y en algunas
células contiene fibronectina y glicosaminglicanos ácidos que se unen a proteínas
de la membrana y forman los proteoglicanos.
FUNCIONES:
 Proteger la superficie celular de agresiones mecánicas y químicas. Ej: en las
células de la superficie de la mucosa digestiva – intestinal, las protege del
contacto con los alimentos y de los efectos destructivos de las enzimas digestivas.
 Debido a la presencia del ácido siálico en muchos de los oligosacáridos del
glicocáliz, la carga eléctrica de la superficie es negativa. Esto atrae cationes del
medio extracelular, que quedan retenidos en la cara exterior de la célula. Ej: útil
en células nerviosas y musculares que necesitan al Na+ para despolarizarse.
 Algunos oligosacáridos del glicocáliz son necesarios para los procesos de
reconocimiento y adhesión celular. Ej: importante en trasplante de órganos y
tejidos, “rechazo”, etc. También se ve entre células del mismo individuo cuando
éstas migran  uniones transitorias a través de selectinas (lo veremos más
adelante).
 En las células tumorales malignas se han observado cambios en algunos
oligosacáridos de la membrana, lo cual ha llevado a suponer que influyen en la
conducta anormal que éstas asumen. Se cree que alteran la recepción de las
señales que controlan las divisiones celulares: Eso provoca que dejen de
comportarse como células vecinas y muestren un crecimiento y reproducción
descontrolado  tumor.
 La membrana plasmática que circunda varias veces el axón de algunas
neuronas para formar la vaina de mielina contiene abundantes glicolípidos, los
cuales contribuyen al aislamiento eléctrico del axón.
70
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 La especificidad del sistema “ABO” de grupos sanguíneos se halla
determinada por ciertos oligosacáridos muy cortos y parecidos entre sí, presentes
en la membrana plasmática del eritrocito. Estos oligosacáridos sólo difieren en sus
monómeros terminales.




Si el monómero terminal es la N-acetilgalactosamina, la persona es del grupo A.
Si el monómero terminal es la galactosa, la persona es del grupo B.
SI coexisten oligosacáridos con N-acetilgalactosamina y oligosacáridos con galactosa, la
persona es del grupo AB.
Si no tiene el monómero terminal, la persona es del grupo 0.
 Algunas toxinas, bacterias o virus se unen a la superficie de las células que
atacan por medio de oligosacáridos específicos presentes en la membrana
plasmática de las células como paso previo a su invasión.
 Determinadas glicoproteínas del glucocáliz tienen propiedades enzimáticas.
TÉCNICAS DE COLORACIÓN
 Para M.O:
o PAS: tiñe glúcidos, se ve rojo violáceo.
o Alcian Blue: tiñe glicoproteínas ácidas sulfatadas, es un colorante
básico y tiñe celeste. Se usa donde estén los GAGs.
 Para M.E: se lo observa con metales pesados, como rojo de rutenio o
cadmio. Se observan largos filamentos ramificados.


El glicocáliz se renueva constantemente.
Está muy desarrollado en epitelios de revestimiento que forman diferentes
mucosas. Ej: el epitelio que reviste la parte interna del intestino delgado.
71
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
PERMEABILIDAD CELULAR
Existe un flujo continuo de sustancias que entran y salen de la célula y circulan por
su interior. Para ello los solutos (iones y moléculas pequeñas) deben pasar a través
de las membranas celulares, tal fenómeno se denomina permeabilidad.
En lo que respecta a iones y macromoléculas, para atravesar las membranas
algunas utilizan canales membranosos especiales, otras pasan por permeasas de
sofisticada composición, y otras se valen de pequeñas vesículas.
De este fenómeno depende el mantenimiento de la vida celular ya que en
general
Entran sustancias nutritivas, salen productos de desecho, entran y salen iones
según necesidad, etc.
El transporte a través de la membrana depende del gradiente eléctrico y del
gradiente químico (de concentración) que constituyen el “gradiente
electroquímico”. También el transporte depende de:
 Tamaño
 Liposolubilidad
 Carga
 Disponibilidad de transportadores (canales, permeasas, etc.)
Las membranas plasmáticas e intracelulares son de permeabilidad selectiva
El pasaje de solutos a través de las membranas puede ser:
 PASIVO: se cumple a través de la bicapa lipídica o a través de estructuras
especiales, pero sin gasto de energía, ya que es a favor de gradiente.
 ACTIVO: cuando se consume energía, ya que es en contra del gradiente o
requiere fusión de membranas. Siempre utiliza estructuras transportadoras o
vesículas y gasta ATP.
72
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
IONÓFOROS Y ACUAPORINAS: 2 tipos particulares de transporte pasivo.
Ionóforos
Estas sustancias tienen la propiedad de poder incorporarse a las membranas y
aumentar la permeabilidad a ciertos iones. En general son fabricados por
bacterias como mecanismos defensivos. Existen dos tipos distintos:

Formadores de canales: Son proteínas con estructura
helicoidal, en cuyo interior de la hélice hay una
región hidrofílica que permite el paso de iones monovalentes
(con una sola carga eléctrica). Ejemplo: el antibiótico
Gramicidina

Transportadores móviles: Se unen reversiblemente a un ión que se encuentra
en el medio con mayor concentración, giran en la bicapa y lo liberan en el otro
lado de la membrana. Ejemplo: el antibiótico Valinomicina.
Acuaporinas
Son canales especiales con estructura helicoidal que permiten el paso selectivo de
H20, formadas por 4 proteínas transmembrana cada una llamada chip que poseen
estructura helicoidal y se hallan asociadas a un canal central. No son canales
iónicos, sólo pasa agua sin solutos. Importantes en ciertas clases de células, por
ejemplo en algunas células renales, en las que se requiere un mayor transporte de
H20 que el logrado exclusivamente con la difusión simple (ósmosis).
TRANSPORTE PASIVO
El movimiento de los solutos, llamado difusión, se realiza desde los sitios en que se
hallan más concentrados hacia los de menor concentración, con una velocidad
proporcional a la diferencia entre las concentraciones o “gradiente de
concentración”.
Si el soluto posee carga eléctrica, también entra en juego el gradiente de voltaje o
potencial eléctrico. La suma de los dos origina el GRADIENTE ELECTROQUÍMICO.
La difusión a favor de tales gradientes es un proceso que ocurre
espontáneamente, sin gasto de energía.
El trasporte pasivo puede ser:
73
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
DIFUSIÓN SIMPLE: los solutos atraviesan directamente la bicapa lipídica. Las
moléculas pequeñas no polares, como el O2, el CO2 y el N2, difunden libremente a
través de las bicapas, al igual que el agua. También los compuestos liposolubles de
mayor tamaño, como los ácidos grasos y los esteroides. En conclusión la sustancia
debe ser neutra (sin carga), pequeña y en lo posible apolar (el agua es la
excepción).
En el caso particular del H2O, la difusión simple se denomina ÓSMOSIS. El pasaje
de agua a través de la membrana u ósmosis se lleva a cabo siempre en forma
espontánea y muy rápidamente. El H2O difundirá desde el compartimiento de
menor concentración de solutos o medio hipotónico, al de mayor concentración
de solutos o medio hipertónico, de modo tal de igualar las concentraciones en
ambos compartimientos.
DIFUSIÓN FACILITADA: Aquellas moléculas que no pueden atravesar fácilmente
las membranas por difusión simple debido a su polaridad y/o a su tamaño
(por ej. glucosa, aminoácidos, iones, etc.), podrán hacerlo si están presentes sus
respectivos transportadores. Dichos transportadores son proteínas integrales de
membrana y se los puede agrupar del siguiente modo:
 Canales iónicos
 Proteínas “carrier” o permeasas
Estos transportadores son siempre específicos y saturables, y pueden ser inhibidos o
activados por sustancias (recordar que son las mismas características de una
enzima!).
 CANALES IÓNICOS: son poros o túneles que atraviesan la membrana, formados
por proteínas transmembranosas generalmente de tipo multipaso. su estructura se
asemeja a un cilindro hueco que posee una zona central estrecha y las bocas de
acceso y salida más amplias, como un “reloj de arena”. La zona central, la de
menor diámetro, es la de especificidad, donde se reconoce al ión según tamaño y
carga. Cada canal sólo deja pasar un tipo de ión. Es decir que hay canales
74
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
exclusivos para el Na+, canales exclusivos para el Cl -, canales exclusivos para el
Ca++, etc.
Los canales iónicos no se hallan abiertos permanentemente, si no que poseen un
dispositivo de apertura y cierre semejante al de una compuerta. Son accionados o
estimulados a abrirse por dos tipos de mecanismos, que los clasifica en:
a) Canales dependientes del Voltaje: lo que los activa es un cambio en el
potencial eléctrico de la membrana. Formados por 4 proteínas.
b) Canales dependientes del Ligando: lo que los activa es una sustancia que
llega ya sea por el lado citosólico o extracelular. Formados por 5 proteínas
transmembranas más el receptor.
Los iones se
mueven a través
del canal a una
velocidad muy
elevada
(108 iones por
segundo!).
 PERMEASAS O CARRIERS: también están constituidas por proteínas multipaso,
con sitios de unión específicos para los solutos. La fijación del soluto produce un
cambio conformacional en la permeasa lo que transfiere el material hacia el otro
lado de la membrana (mecanismo tipo “broche”).
Existen tres tipos de permeasas:

Monotransportadora o Uniport: Transfieren UN solo tipo de soluto de un
lado al otro de la membrana. (Ej.: transporte de glucosa en la mayoría
de las células animales, desde el medio extracelular, la sangre, donde
la concentración es mayor, hacia el interior de las mismas donde es
menor)

Cotransportadora o Symport: Transfieren DOS tipos de solutos, ambos en
el mismo sentido. Ej: glucosa y Na+.

Contratransportadora o Antiport: Transfiere DOS tipos distintos de solutos
en sentidos contrarios. Es decir, uno ingresa al citoplasma si, y solo si,
simultáneamente el otro sale.
75
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 En los dos últimos casos deben estar presente ambos iones simultáneamente
para que la permeasa se active.
 La difusión facilitada, a diferencia de la simple, utiliza transportadores que
son saturables, es decir que si aumenta la cantidad de sustancia que transportar,
aumentará la velocidad de transporte, pero va a llegar un punto en el que todos
los transportadores estarán ocupados (“saturados”) y entonces por más de que
siga aumentando la concentración de sustancia y por tanto el gradiente, la
velocidad de transporte se mantendrá igual (esa es la “velocidad máxima”). En la
difusión simple en cambio “no hay un tope” ya que las sustancias pasan
directamente a través de la bicapa lipídica  Analizar entonces la siguiente
función:
 Otro ejemplo de transporte pasivo es la DIÁLISIS: es el paso de moléculas
pequeñas a través de membranas de permeabilidad selectiva. Este proceso
permite separar los coloides de las sustancias que se encuentran disueltas.
Ej: diálisis renal.
 IMPORTANTE: Si bien en todos los libros de texto (incluso el libro “De Robertis” que es la
bibliografía recomendada por la Facultad para la materia) al canal iónico se lo considera un tipo de
difusión facilitada, la Facultad lo considera un tipo de difusión simple.
76
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
TRANSPORTE ACTIVO
Cuando el transporte de un soluto se realiza en contra de su gradiente de
concentración o de voltaje, sólo es posible con gasto de energía. Tiene lugar a
través de PERMEASAS, de tipo monotransporte, cotransporte o contratransporte,
pero que en este caso de denominan “bombas” y poseen acoplada una enzima
ATPasa (que rompe o hidroliza el ATP).
Existen innumerables ejemplos de permeasas involucradas en procesos de
tranporte activo:
 Bomba de Na+/K+.
 Bomba de K+/H+, responsable de la secreción de jugo gástrico.
 Bomba de H+ en los lisosomas, que disminuyen el pH intralisosomal.
BOMBA DE Na+/K+- ATPasa
Uno de los sistemas de transporte activo más difundidos es el que establece las
diferencias en las concentraciones de Na+ y K+ entre el interior y el exterior celular,
responsable del mantenimiento del potencial eléctrico de la membrana
plasmática  es una bomba electrogénica. Su función es expulsar 3 Na+ al
espacio extracelular e introducir 2 K+ en el citosol. Ambos son movilizados en
contra de su gradiente electroquímico, estableciendo así diferencias de
concentración y carga entre el espacio extra e intracelular para ambos iones.
Debido a que se está transportando simultáneamente dos solutos distintos en
sentidos opuestos, estamos en presencia de un sistema de contratransporte. Para
que pueda actuar es necesaria la presencia de Mg2+ como cofactor.
Esquema de la Bomba:
ESPACIO EXTRACELULAR
CITOSOL
Las funciones de la bomba de Na+/K+ son:
o Mantener diferencias en las concentraciones de Na+ y K+ intra y
extracelulares.
o Generar el “potencial eléctrico de membrana” o “de reposo”, que es una
diferencia de voltaje, o sea de carga, entre ambos lados de la membrana.
Al bombear tres iones en una dirección y sólo dos en otra, se genera un
77
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
potencial eléctrico negativo del lado interno de la membrana con respecto
al externo. El lado citosólico es normalmente más negativo que el espacio
extracelular. Como ya mencionamos antes, la membrana está polarizada.
o Intervenir en la regulación del volumen celular (al sacar sodio, también saca
H2O según necesidad ya que la misma tiene gran afinidad por el ión).
o Generar diferencias de concentración de Na+ o K+ para que otros
transportadores pasivos utilicen indirectamente la energía potencial
acumulada en este gradiente. A estos transportadores pasivos les llamamos
“transporte activo secundario”, ya que su funcionamiento depende de la
bomba, que es un transporte activo. Pero ellos no gastan energía.
Ej: el contratransportador pasivo Na+/Ca2+ que utiliza el gradiente creado
por la bomba para ingresar Na+ y sacar Ca+ de la célula 
Existen ciertos fármacos llamados “digitales” como la digoxina que se usan para mejorar la función
del corazón en pacientes que tienen insuficiencia cardíaca. Lo que hacen estas sustancias es
bloquear la bomba Na+/K+ lo que termina bloqueando secundariamente al transportador Na +/Ca2+
y esto acumula Ca2+ dentro de la miocardiocito, lo que aumenta su contractilidad (recordar que el
Ca2+ es el ión fundamental para la contracción muscular).
TRANSPORTE MASIVO O EN MASA:
Hasta aquí analizamos el modo en el que los iones y las pequeñas moléculas
atraviesan la membrana celular. Pero ¿cómo ingresan o abandonan la célula
partículas de mayor tamaño? Esto se realiza por medio del transporte en masa. Se
puede considerar un tipo de transporte activo ya que requiere energía, gasta ATP,
pero no porque vaya en contra del gradiente si no porque implica formación de
vesículas y fusión de membranas.
Tenemos:
A) ENDOCITOSIS: ingresan sustancias.
 Fagocitosis (siempre requiere receptores en la membrana)
 Pinocitosis
 Micropinocitosis
 Macropinocitosis
o también:
 Con vesículas desnudas
 Con vesículas revestidas
B) EXOCITOSIS: egresan sustancias.
 Continua o constitutiva
 Regulada
78
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
ENDOCITOSIS
En este proceso una extensión de la membrana rodea progresivamente al material
que será internalizado, luego se produce una gemación o invaginación de la
membrana (como una “bolsita”), y finalmente ésta se separa de la membrana,
formando una vesícula endocítica. Posteriormente, el material incorporado puede
o no ser digerido por los lisosomas.
Una vez que el material endocitado ha llegado a su destino, la vesícula que lo
contenía puede volver a insertarse en la membrana lo que se denomina
“reciclaje” de membranas.
FAGOCITOSIS
Implica la ingestión de partículas de gran tamaño, como microorganismos, restos
celulares, inclusive de otras células, por medio de vesículas llamadas fagosomas.
La fagocitosis sólo se da en determinados tipos de células. En algunos organismos
unicelulares (protistas, como las amebas) constituye un modo de alimentación:
engloban grandes partículas por medio de prolongaciones de la membrana
plasmática
llamados
pseudópodos y
las internalizan,
formándose
así
un fagosoma o vesícula fagocítica. Posteriormente será degradada por las
enzimas lisosomales.
En los animales el mecanismo es el mismo, pero sólo se da en algunas células
altamente especializadas, llamadas células fagocíticas (son células del sistema
inmune como los macrófagos). En estos casos la función no es de índole
nutricional, sino DEFENSIVA. Las células fagocíticas defienden nuestro organismo
contra infecciones, ingiriendo microorganismos patógenos. Otra función sería
eliminar células muertas o dañadas, o restos celulares (por ejemplo glóbulos rojos
no funcionales luego de los 120 días). El proceso fagocítico se desencadena por la
unión del material a endocitar con ciertos receptores de la membrana plasmática
que reconocen al mismo  es un proceso “específico”.
Los PASOS son:
1. Se reconoce la partícula a digerir
por medio de receptores en la
membrana plasmática. Ej: las
bacterias pueden ser rodeadas de
anticuerpos
(“opsoninas”)
mediante la opsonización -a cargo
de linfocitos B- para que el
macrófago la reconozca.
2. Emisión de pseudópodos
3. Internalización  fagosoma
4. Unión del fagosoma con el
lisosoma

fagolisosoma

digestión.
*Luego se pueden exocitar los cuerpos
residuales
79
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
PINOCITOSIS
Es la incorporación de fluído y de partículas disueltas en él por medio de pequeñas
vesículas. La velocidad de ingestión es muy elevada. El tamaño de estas
vesículas (llamadas pinosomas) es mucho menor que el de los fagosomas. En lugar
de emitirse pseudópodos, le membrana directamente se invagina para atrapar en
la vesícula los solutos que estaban en contacto con ella. Esta primera depresión de
la membrana se denomina fosita o cavéola.
Clasificación:
Según el tamaño de la partícula incorporada:
 Macropinocitosis: tamaño entre 0,5 a 1,5 µm. Observada mediante
M.O.
 Micropinocitosis: tamaño menor a 0,5 µm. Observada mediante M.E.
Según la especificidad del proceso:
 Pinocitosis con formación de vesículas desnudas o de superficie lisa:
ocurre en todos los tipos celulares y es una endocitosis simple NO
mediada por receptor, es decir que es inespecífica, puede ingresar
cualquier sustancia, automáticamente.
 Pinocitosis con formación de vesículas cubiertas o revestidas: es una
endocitosis regulada o selectiva, mediada por RECEPTORES
específicos localizados en la membrana que reconocen los solutos a
ingresar. Es específica: sólo pueden ingresar aquello para lo que la
célula posea receptores. La invaginación de la membrana se
denomina en este caso fosita revestida. Las vesículas presentan en su
cara citosólica un revestimiento de proteínas características, en este
caso de clatrina. La función de la misma sería permitir que se
produzca la invaginación.
 La adaptina es una proteína que liga al receptor de membrana con
la clatrina. Tanto la adaptina como la clatrina se reciclan –vuelven a la
membrana- una vez formada la vesícula. Y luego los fosfolípidos y los receptores
también se reintegran a la membrana plasmática durante la exocitosis.
80
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 La endocitosis y la exocitosis son necesarias para equilibrar la masa de
membrana plasmática y de esta forma que no sea consumida durante la
endocitosis ni aumentada exageradamente durante la exocitosis.
*En la imagen se observa que los receptores se agrupan hacia los sectores donde se halla
el material a incorporar, esto gracias a la fluidez de la membrana.
EXOCITOSIS
Es el proceso inverso a la endocitosis. En este caso, material contenido en vesículas
intracelulares también llamadas vesículas de secreción es vertido al medio
extracelular. Puede ser material de desecho o productos fabricados por la célula
que deben actuar en el exterior. Ej: las proteínas producidas en el RER y luego
condensadas en el Golgi, deben finalmente ser secretadas por exocitosis.
Reconocemos dos tipos:
81
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Exocitosis continua o por vía constitutiva: la secreción es continuada,
constante, no requiere de un estímulo específico que la induzca. La
secreción se da inmediatamente después de su síntesis. Ej: secreción de
inmunoglobulina por plasmocitos (linfocito B activado), secreción de
tropocolágeno por fibroblastos.
 Exocitosis por vía secretoria regulada: en este caso el material a ser
exocitado se ALMACENA en vesículas del citosol, y sólo se secreta cuando
llega a la célula un estímulo adecuado que le dé la “orden”. Ej: secreción de
hormonas.
TRANSCITOSIS
Se denomina así a un fenómeno observado en algunos
epitelios mediante el cual una sustancia ingresa a la
célula por una de sus caras por endocitosis, viaja por el
citosol en la vesícula endocítica, y luego es secretada
en el otro extremo por exocitosis.
Ej: células endoteliales de los capilares sanguíneos, que
son atravesados por las macromoléculas que pasan de
la sangre a los tejidos.
Otros ejemplos se registran en las células secretorias de
las glándulas lagrimales y en las mucosas de algunos órganos de los tractos
digestivo, respiratorio y urinario. A través de ellas, ciertos anticuerpos (las IgA)
pasan del tejido conectivo a la luz de los órganos citados, donde ejercen sus
funciones defensivas.
También, durante la lactancia, las IgA atraviesan por transitosis las células
secretorias de la glándula mamaria: desde el tejido conectivo  hacia la luz
donde se forma la leche.
 Este proceso es necesario para proveer al
lactante de anticuerpos ya que él aún posee un
sistema inmune inmaduro que no produce
suficientes anticuerpos propios.
82
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CAVÉOLAS
Varios tipos de células desarrollan en sus membranas plasmáticas invaginaciones
llamadas cavéolas. Abundan en células del músculo liso, en las endoteliales y en
los adipocitos. La proteína transmembrana que genera la fuerza de tracción para
que se forme la cavéola es la caveolina.
No hay certeza sobre sus funciones, podrían servir para internalizar algunos canales
iónicos y permeasas hacia el citoplasma y a la vez reclutar solutos y concentrarlos
cerca de esos transportadores para que ingresen masivamente frente a algún
estímulo. Es una “trampa de solutos”. El ingreso de sustancias mediante este
proceso de denomina POTOCITOSIS.
83
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA
En algunos tipos de células, la membrana plasmática se ha especializado para
cumplir distintas funciones. Es decir que adquiere ciertas morfologías o estructuras
proteicas para adaptarse a determinadas funciones especiales. Podemos distinguir
3 superficies o caras de la membrana plasmática según con qué estructuras
contacta:
 Superficie o cara APICAL: es la que se relaciona con la luz de un órgano, la que
“contacta con aire”.
 Superficie o cara LATERAL: es la que se relaciona con células vecinas del tejido.
 Superficie o cara BASAL: es la que se relaciona con el resto de los tejidos: el
tejido conectivo subyacente, formado esencialmente por células llamadas
fibroblastos.
En cada una de estas caras encontramos distintas especializaciones:
En cara Apical: tienen por función aumentar la superficie de absorción de la célula
y generar movilidad celular, son:
 Microvellosidades
 Estereocilios
 Cilios
 Flagelos
En cara Lateral: tienen por función
adherir y comunicar entre sí células
vecinas, son:
 Unión oclusiva o estrecha o
cerrada, o zónula occludens (1).
 Unión intermedia o cinturón
adhesivo o banda de adhesión o
barra terminal o zónula adherens
o desmosoma en banda o
desmosoma en cinturón (2).
 Desmosoma o mácula adherente o desmosoma en punto, puntual o
puntiforme (3).
 Nexus o unión comunicante o uniones en hendidura o uniones “gap” (4).
En cara Basal: tienen por función adherir y comunicar entre sí células del tejido con
células de tejidos vecinos, como fibroblastos (tejido conectivo); son:
 Hemidesmosomas (5).
 Contacto focal.
 Lámina o membrana basal.
 Laberinto basal.
84
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CARA APICAL
MICROVELLOSIDADES
Son prolongaciones digitiformes de la
membrana constituidas por un
esqueleto de ACTINA.
Hay aproximadamente 20 a 30
filamentos de actina por haz. Se
reconoce un polo (-) hacia la célula y
un polo (+) que contacta con un
fluido citosólico amorfo ubicado en la
punta de la microvellosidad. La
actina se une a esta sustancia a
través de puentes de alfa-actinina.
En la raíz de la microvellosidad, los
extremos (-) de la actina se
contactan con filamentos de actina
corticales (“red terminal o cortical”)
que a su vez descansan sobre una
delgada
red
de
filamentos
intermedios de queratina.
Los filamentos de actina corticales
están conectados entre sí y con la
membrana plasmática a través de
espectrina.
Los filamentos de actina de la microvellosidad en cambio están unidos entre sí por
villina y fimbrina, proteínas ligadoras. También econtramos miosina I conectando
los filamentos de actina con proteínas integrales de la membrana plasmática. Se
desconoce por qué esta proteína -que es motora- se encuentra acá, se cree que
es un vestigio que ha quedado al formarse la microvellosidad, siendo la
responsable de que se haya en un comienzo propulsado la membrana hacia el
extremo apical de la prolongación.
Las microvellosidades están envueltas por una expansión de la membrana
plasmática, miden 1 μm de longitud y 0,1 μm de diámetro. SON INMÓVILES.
FUNCIÓN: aumentar la superficie de absorción de las células que lo requieran,
especialmente las encontramos en células del intestino y del riñón.
85
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Se las observa:
 Al M.O.: sólo en conjunto formando lo que se denomina la “chapa estriada”
en las células del epitelio intestinal o
el
“ribete en cepillo” en células de los
túbulos renales. Para observarlas se
tiñe
el glucocáliz (con PAS) ya que su
membrana está cubierta de una
importante capa del mismo.
 Al
M.E.:
se
observan
como
prolongaciones digitiformes 
ESTEREOCILIOS
Se los podría definir como “microvellosidades largas” ya que comparten la misma
estructura pero miden 10 μm de longitud (igual que los cilios, pero no comparten
con ellos ni morfología ni función). Los encontramos en epidídimo y conducto
deferente, donde tienen por FUNCIÓN aumentar la superficie de absorción ya que
se debe reabsorber parte del fluido que proviene del testículo junto con los
espermatozoides.
CILIOS
Son estructuras cuya morfología y función no tiene nada que ver con los anteriores.
Están formados por un eje de microtúbulos (formados por TUBULINA) cuya
estructura responde al esquema “AXONEMA” o “9+2”, y significa que poseen 9
pares o dobletes de MT periféricos y un par central. Cada uno de los 9 dobletes
periféricos está formados por un MT “A” completo, más pequeño y cercano al
centro, y un MT “B” incompleto, más grande y alejado del centro. El MT A es
completo porque posee los 13 protofilamentos que típicamente forman un MT,
mientras que el MT B posee sólo 10 protofilamentos.
Corte transversal de un cilio o un flagelo.
“Axonema” o “9+2”.
86
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El MT A de cada par envía un par de brazos de proteína dineína con forma de
ganchos que se orientan hacia el MT B del par adyacente, siguiente el sentido de
las agujas del reloj. La dineína es una proteína motora, con actividad ATPasa, por
lo que provee la energía necesaria para la movilidad.
También encontramos proteínas ligadoras que estabilizan
la estructura:
 Nexina que conecta los pares de microtúbulos
periféricos
 La Vaina central que rodea los MT centrales
 Proteínas radiales que conectan el MT A de cada
par con la vaina central.
 La estructura
del cilio es la
misma que la del
flagelo (axonema
9+2), sólo que éste
es más largo y
único.
El cilio está rodeado por membrana plasmática que en su base se continúa con la
membrana plasmática de la célula. Son prolongaciones MÓVILES (gracias a la
dineína), con una longitud de 10 μm y un ancho de 0,2 μm. Encontramos entre 100
a 300 por célula y en conjunto se mueven con ondas rápidas en la misma
dirección efectuando una suerte de barrido.
FUNCIÓN: generar movimiento de barrido para mantener estéril el epitelio
respiratorio (limpieza) y en aparato reproductor femenino para movilizar el
óvulo/cigoto desde las trompas de Falopio hacia el útero.
 Los cilios en su base se continúan con una estructura denominada: CUERPO
BASAL o CINETOSOMA. Se asemeja a un pelo con su “raíz”. Este cuerpo basal se
ubica dentro del citoplasma, justo debajo de la superficie de membrana
plasmática de la célula.
Es un cilindro hueco cuya pared está formada por 9
tripletes de MT y sin MT centrales, por lo que a su
estructura se le denomina “9+0”, siendo en este caso 9
“tripletes” y no dobletes. Los MT del triplete se denominan
A, B y C, siendo A completo (13 protofilamentos) y B y C
incompletos.
 La estructura del
cuerpo basal es la
misma que la del
centriolo (9+0),
pero tienen
funciones distintas.
Estructura de un cuerpo basal, idéntica a la de los
centriolos (ver más adelante).
87
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Distinguimos la placa basal o ciliar: es un material denso que se encuentra
cerrando el extremo del cuerpo basal más próximo a la cilia. En algunas células el
cuerpo basal está fijado a la matriz citoplasmática por las raicillas ciliares.
FUNCIÓN: el cinetosoma es el responsable de la ciliogénesis, es decir que da origen al axonema
ciliar o cilio. También parece ser el responsable de la capacidad de movimiento que poseen los
cilios.
Entonces: axonema ciliar + cuerpo basal + raicillas ciliares  forman el “Aparato
Ciliar”
FLAGELOS
Tienen la misma constitución que los cilios (axenoma 9+2), pero miden entre 40 a
50 μm. Son prolongaciones móviles y únicas –otra diferencia con los cilios- que
efectúan movimientos ondulantes para la propulsión. Se los encuentra en
bacterias (pero acá formados por flagelina), en protozoos, y en humanos
únicamente en el espermatozoide. También poseen en su base, un cuerpo basal.
 Existe una enfermedad en la que la proteína dineína está alterada por mutaciones en los genes
que codifican para ella, y por lo tanto pierde su función ATPasa y su capacidad motora. Se llama
enfermedad de los cilios y flagelos inmóviles o Síndrome de Kartagener. Se caracteriza por cuadros
de bronquitis crónicas, infecciones respiratorias a repetición y esterilidad en el hombre y en la mujer,
así como también embarazos ectópicos. ¿Por qué?  Recordar la función de los cilios y flagelos.
88
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CARA LATERAL
UNIÓN OCLUSIVA
Se ubica en la cara lateral en la zona más próxima
a la superficie apical de la célula y por arriba de la
red terminal o cortical, rodeando por completo a la
célula en “faja”. Se considera que aísla a la luz del
órgano del resto de los tejidos. El espacio
intercelular que deja es de 0 nm. Se da gracias a
hileras de proteínas integrales que “engrapan” las
membranas plasmáticas de las células vecinas,
llamadas ocludinas. Estas ocludinas se relacionan
hacia el citoplasma con filamentos de actina.
Se crea así una barrera de permeabilidad: las
uniones más impermeables contienen mayor
cantidad de cadenas selladoras, en tanto que también hay “uniones con goteras”
que contienen menor cantidad de ocludinas, según la necesidad de las células.
Las uniones oclusivas determinan una asimetría en la composición molecular de las
regiones apical y basolateral de las membranas plasmáticas  de ahí que para
89
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
atravesar los epitelios, las sustancias generalmente deban cruzar por el interior de
las células ya que no pueden hacerlo por el espacio que las separan. Esto se
llama: ……………………..
UNIÓN INTERMEDIA o CINTURÓN ADHESIVO
Se trata de un tipo de unión que por lo general se
encuentra por debajo de la anterior, reforzando la
unión o adhesión intracelular de tejidos que
tiene cierta actividad mecánica, como piel y
músculo. También rodea a la célula “en faja” o
cinturón.
Se puede observar como zonas en que las
membranas de las dos células contiguas se hallan
separadas por un espacio de unos 15 a 20 nm, en el
que se ubican proteínas integrales de la membrana:
las cadherinas, de la familia de las tradicionales, y se
las designa con letras según la parte del organismo
en que se encuentren: E de epitelial, P de placentarias y de piel, N de
neuroepitelial. Las cadherinas forman parte de un grupo de proteínas llamadas
CAM (Moléculas de Adhesión Celular).
Las cadherinas en sus dominios extracelulares se unen homotípicamente con
cadherinas idénticas de la célula vecina, y en presencia de calcio. En sus dominios
citosólicos se unen a microfilamentos de actina citoplasmáticos (pertenecientes a
la red cortical), mediante proteínas ligadoras: vinculina, alfa-actinina, catenina y
placoglobina.
DESMOSOMA PUNTIFORME
Se los halla por debajo del cinturón adhesivo,
distribuidos irregularmente en las paredes laterales de
la célula.
El complejo desmosómico completo ocupa un área
circular de 500 nm, mientras que el espacio entre las
membranas de las células vecinas es de 30 a 50 nm.
Las proteínas que participan de la unión son
glicoproteínas transmembrana de la familia de las
cadherinas, llamadas desmogleína I y desmocolina I
y II.
En sus dominios citosólicos, las cadherinas se asocian a filamentos intermedios de
queratina. En el tejido muscular los FI son de desmina. Dicha asociación es
90
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
mediada por la placa discoidal
desmoplaquina I y II y placoglobina.
que incluye a las proteínas ligadoras
Los filamentos intermedios son como horquillas que ingresan en el disco, se curvan,
y vuelven al citosol.
Los desmosomas unen a las células entre sí y aportan gran resistencia mecánica. El
número de desmosomas varía en los distintos tejidos, siendo mayor en aquellos que
están sometidos a grandes tensiones como músculo, epidermis de la piel, epitelio
de la mucosa de la vejiga, etc.
UNIONES GAP o NEXUS
Son canales que comunican los citoplasmas de las células
epiteliales adyacentes y permiten el pasaje libre de solutos
como iones, monosacáridos, nucleótidos, aminoácidos, etc. Es
decir que permiten el paso de: nutrientes, desechos
metabólicos, sustancias que actúan como señales,
potenciales eléctricos de acción (como en el corazón, cuyas
células
deben
estar
comunicadas
para
funcionar
armónicamente en la contracción cardíaca). No permiten el
pasaje de macromoléculas.
Cada canal está compuesto por un par de hemiconexones,
cada uno aportado por una célula, para conformar el
conexón completo. La pared del conexón resulta de la
asociación de 6 proteínas transmembranosas idénticas que
delimitan un conducto central: las conexinas. Las conexinas sobresalen en el
espacio intercelular 1 o 2 nm, por lo que el espacio total entre las membranas es
de 2 a 4 nm.
Al igual que los canales iónicos tienen la propiedad
de abrirse y cerrarse. Los encontramos en: músculo
cardíaco, músculo liso, sinapsis nerviosas y células
embrionarias.
 Los nexus se cierran por ejemplo cuando aumenta el Ca+2 intracelular, lo que sucede cuando muere una
célula. Este es un mecanismo protector.
91
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Comparamos!
Espacio
entre las
células
Proteína de la
unión
Unión
oclusiva
Cinturón
Adhesivo
Desmosoma
Nexus
92
Proteínas asociadas
citosólicas
Función
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CARA BASAL
HEMIDESMOSOMAS
Son uniones de tipo adhesivas, similares a los desmosomas, pero no unen 2 células
entre sí sino que unen la cara basal de la célula a material extracelular  la
MEMBRANA O LÁMINA BASAL.
Las proteínas de anclaje transmembrana si bien no están caracterizadas
totalmente, acá no son cadherinas sino integrinas. Estas integrinas se unen por su
dominio citosólico a filamentos intermedios de queratina, a través de la placa
discoidal cuya proteína ligadora es BP230, similar a la desmoplaquina. En su
dominio extracelular se unen a laminina, proteína de la lámina basal, que a su vez
se une a colágeno tipo IV, también perteneciente a la lámina basal.
Los hemidesmosomas abundan en aquellos epitelios de revestimiento expuestos a
grandes esfuerzos físicos como la epidermis de la piel.
 ATENCIÓN: no confundir la
“membrana o lámina basal” con
la parte basal de la membrana
plasmática. La primera es
material extracelular ubicado
entre las células del epitelio y el
tejido conectivo subyacente. La
segunda es sólo una “porción” de
la membrana plasmática.
MEMBRANA O LÁMINA BASAL
En los epitelios las células basales se vinculan con una parte especializada de la
matriz extracelular conocida como lámina basal.
Ésta es una estructura extracelular proveniente de material secretado por las
células, es heterogénea, amorfa, acelular, y sobre ella apoyan las células de
ciertos tejidos, separándolos del tejido conectivo subyacente. Se dice que es el
soporte de los epitelios.
Está formada por glucoproteínas, proteínas fibrosas - como las fibras colágenasy por componentes fluidos como glicosaminoglicanos y proteoglicanos.
Se obrserva:
 Al microscopio óptico: se observa mediante la técnica de PAS (por las
glucoproteínas y GAGs).
 Al microscopio electrónico: se observa bien su estructura y se diferencian 2
capas:
93
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 LA LÁMINA LÚCIDA: es una capa electrolúcida, es la que se ubica debajo de la
cara basal de las células, enfrentada a los hemidesmosomas. Contiene laminina:
una glicoproteína ligadora.
 LA LÁMINA DENSA: es una región electrodensa ubicada debajo de la anterior,
en contacto con el tejido conectivo, formada por un denso enrejado de
filamentos:
 Laminina (poca cantidad)
 Colágeno tipo IV
 Proteoglicanos ricos en heparán sulfato
 Fibronectina, proteína más cercana a la cara que contacta con el T.C.
Esta lámina densa se une al T.C. subyacente a través de “fibrillas de anclaje”
formadas por colágeno tipo V.
 Debajo de la lámina densa se puede considerar a la “sublámina densa” o
lámina fibrorreticular, que es un enrejado de colágeno tipo III.
94
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La lámina basal tiene diversas e importantes FUNCIONES:
 Actúa como soporte estructural de los tejidos.
 Facilita el paso de nutrientes y desechos, es decir que actúa como filtro de
permeabilidad selectiva entre epitelio y T.C.
 Contribuye a la adhesión celular
 Interviene en la migración celular durante el desarrollo embrionario, siendo
fundamental acá la fibronectina.
 Participa en la diferenciación celular
 Sirve de anclaje para células adyacentes, a través de CONTACTOS
FOCALES.
 Participa especialmente en la filtración renal (formación de orina).
 Permite la regeneración de los tejidos dañados
 Funciona como una barrera ante células invasoras  IMPORTANTE! Ver a
continuación 
 Un poco de oncología:
Los crecimientos tumorales (cáncer) pueden ser benignos o malignos. Ello
depende de su capacidad para atravesar esta lámina basal o no.
 Benignos: son aquellos que NO poseen la capacidad de atravesarla, por lo
tanto pueden crecer y crecer pero nunca diseminarse a distancia, ya que si no
pueden atravesar la lámina basal, no llegan al T.C. (por donde pasan los vasos y
nervios) y por ende las células cancerígenas no llegan a la circulación general. La
extirpación los cura por completo.
 Malignos: son aquellos que SÍ poseen la capacidad de atravesarla, por lo tanto
crecen e invaden, pudiendo llegar al T.C., alcanzar los vasos sanguíneos, entrar
estas células malignas a la circulación, viajar, e implantarse en otro órgano a
distancia generando un foco tumoral nuevo. A esto le llamamos metástasis! Si un
tumor maligno es detectado a tiempo, puede que aún no haya llegado a pasar la
membrana basal, es lo que llamamos “tumor in situ”, y su extirpación puede curar
por completo. En cambio si ya ha llegado al T.C. se llama “tumor invasor” y es de
muy difícil curación.
RECORDAR NO CONFUNDIR: La membrana basal NO es la membrana plasmática
basal de la célula, es un material extracelular.
95
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
LABERINTO BASAL
Son pliegues basales que incluyen a la membrana celular y al citoplasma. Entre los
pliegues se ubican mitocondrias que proveen la energía necesaria para los
intercambios iónicos activos que allí se producen.
CONTACTO FOCAL O PLACA DE ADHESIÓN
Son estructuras que unen las células conectivas a la lámina basal, más
específicamente a la fibronectina y al colágeno tipo IV de la lámina densa de la
misma. Entonces adhieren la célula a su matriz extracelular. La proteína
transmembrana que se une a la fibronectina es la integrina, y ésta a su vez se une
en su extremo citosólico a microfilamentos de actina a través de 4 proteínas
ligadoras: vinculina, paxilina, talina y alfa-actinina.
Los contactos focales se debilitan y reducen cuando la célula se vuelve
cancerosa.
96
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
RELACIÓN DE LAS CÉLULAS ENTRE SÍ Y CON SU ENTORNO
Los organismos multicelulares están compuestos no solo por células sino también
por elementos intercelulares que se agrupan en la denominada MATRIZ
EXTRACELULAR.
La MEC es el ambiente especial que rodea a la célula. Está formada por un
conjunto de materiales ubicados en el espacio extracelular, que puede a veces
ser muy pequeño, y que le brinda a las células un ambiente particular.
La matriz tiene un papel fundamental en el desarrollo de los tejidos y órganos
controlando la diferenciación celular, la morfogénesis, la migración celular y su
metabolismo.
Otras funciones importantes de la matriz extracelular:
 Rellenar los espacios no ocupados por las células.
 Conferir a los tejidos resistencia a la compresión y estiramiento.
 Constituir el medio por donde llegan los nutrientes y se eliminan los desechos
celulares.
 Proveer a diversas clases de células de puntos fijos donde aferrarse.
 Ser el vehículo por donde migren las células cuando se desplazan de un
punto a otro del organismo.
 Ser un medio por el que arriban a las células sustancias inductoras (señales)
provenientes de otras células.
Los tejidos, y por extensión los órganos y sistemas, son el resultado de asociaciones
de diferentes tipos de células y matrices extracelulares. Así, el tejido conectivo
contiene células que se encuentran dispersas en medio de una abundante matriz
extracelular, mientras que en los epitelios la MEC se ve reducida a la delgada
lámina basal.
97
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 La MEC está compuesta por:
 ELEMENTOS FIBROSOS:
o Fibras de colágeno: la unidad molecular básica es el tropocolágeno,
integrado por 3 polipéptidos del mismo tamaño trenzados en forma
helicoidal, que se combinan de distinta manera lo que origina 15 tipos de
colágenos que se identifican con números romanos. Los más importantes son
I, II, III, IV, V, VII, IX y XI.
o Fibras elásticas: formadas por elastina.
o Fibronectina: glicoproteína filamentosa formada por 2 subunidades
polipeptídicas unidas por puente disulfuro. En uno de sus extremos se une a
una proteína transmembrana de la célula y en el otro al colágeno.
o Laminina: glicoproteína filamentosa integrada por 3 subunidades
polipeptídicas unidas por puentes disulfuro. Tiene forma de cruz, con un
brazo largo y tres cortos. Es la primer proteína adhesiva que aparece en la
MEC del embrión
 ELEMENTOS FLUIDOS:
o Proteoglicanos y GAGs: a excepción del ácido hialurónico los GAGs se
encuentran sulfatados. A causa de este sulfato y por los numerosos grupos
carboxilo -que tienen carga negativa-, atraen Na+ y con ello al agua, lo cual
aumenta la turgencia de la MEC, otorgándole un aspecto de gel.
 En el tejido óseo y en los tejidos duros de diente la MEC está mineralizada.
¿Cómo se unen las células a su MEC?
A partir de los contactos focales y los hemidesmosomas.
UNIONES TRANSITORIAS ENTRE LAS CÉLULAS
Las uniones vistas anteriormente (oclusiva, adhesiva, desmosoma) son uniones
permanentes o estables, pero las células -cuando migran por diferentes motivos ya
sea durante el desarrollo embriológico o en la vida adulta- deben establecer
uniones transitorias con las células con las que van contactando en su camino.
Durante el desarrollo embriológico la migración celular es esencial para que se
“acomoden” y estructuren los tejidos, mientras que en la vida adulta se observa
principalmente en células del sistema inmunitario que “patrullan” y deben viajar a
98
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
los tejidos donde se ha producido una infección, así como también se ve en la
reparación de heridas y detención de hemorragias.
EL objetivo de las uniones transitorias es efectuar primero RECONOCIMIENTO
y luego ADHESIÓN.
Podemos distinguir 2 tipos de uniones: heterofílicas, más comunes en la vida
adulta; y homofílicas, más comunes en el desarrollo embrionario.
UNIONES HETEROFÍLICAS
Se da a través de selectinas. Así se llama a los glicolípidos y glicoproteínas de las
membranas plasmáticas de las células que se unen, que interactúan entre sí en
forma específica, a partir de su componente glucídico. Como los oligosacáridos
interactuantes son diferentes entre sí, se establecen conexiones entre moléculas de
diferente composición, por ello se llaman heterofílicas.
Lo que está interactuando no es ni más ni menos que el GLUCOCÁLIZ de las
células en cuestión! Recordemos que una de sus funciones es la de efectuar
reconocimiento y adhesión entre las células.
Ejemplos:
 Se producen por ejemplo entre los glóbulos blancos y las células
endoteliales (las que forman la pared de los vasos sanguíneos) cuando los
primeros tiene que pasar por entre las segundas para salir de la circulación y
entrar a los tejidos a cumplir su
función inmunitaria. Este proceso de
atravesar el vaso sanguíneo se
denomina “diapédesis” y para que
pueda suceder debe producirse la
unión heterofílica, que es fugaz
(reconocimiento y adhesión).
 También se producen entre linfocitos B y T cuando interaccionan entre ellos
en la respuesta inmune.
 Entre el ovocito y el espermatozoide durante la fecundación.
 En el desarrollo embrionario también se producen uniones heterofílicas, si
bien aquí son más comunes las homofílicas.
99
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
UNIONES HOMOFÍLICAS
Durante el desarrollo embrionario algunos tejidos se forman por la asociación de
dos o más clases de células diferentes que deben migrar hasta encontrarse en un
determinado lugar del organismo. Allí se reconocen, adhieren y finalmente se
terminan conectando por uniones estables.
En este caso el reconocimiento y adhesión celular es mediado por glicoproteínas
transmembrana llamadas CAM (cell adhesión molecules): se encuentran en la
superficie de las células destinadas a unirse y sólo interactúan cuando sin idénticas
entre sí. Por ello la unión es homotípica u homofílica.
Mediante dichas CAM la célula migratoria cuando se va desplazando hacia su
punto de destino, “tantea” las propiedades químicas de las CAM situadas en la
superficie de las células que encuentra a su paso. Si reconoce una CAM idéntica a
la suya se adhiere a ella, si no continúa desplazándose hasta encontrar la célula
con la CAM correcta.
 Podemos integrar y decir que…
Existen varios tipos de CAM, un subgrupo son las cadherinas que dependen de
Ca2+, también las selectinas y las integrinas son tipos de CAM. Son todas proteínas
transmembranarias que se encargan de unir componentes del citoesqueleto de
las células con componentes de la MEC, con otras células, etc. formando parte de
diversas estructuras que hemos ido estudiando: cinturones adhesivos, desmosomas,
hemidesmosomas, contactos focales.
100
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
TRANSMISIÓN DE SEÑALES INTERCELULARES
Para poder funcionar integradamente, las células de los organismos multicelulares
deben estar comunicadas. De esta manera interaccionan y se regulan entre sí, ya
que cada célula depende de otras y a la vez las influye.
Esta comunicación intercelular se ajusta siempre a un mismo esquema básico:
Una célula emisora, inductora o señal, produce y libera una sustancia química
llamada inductor o ligando, el cual toma contacto con un receptor de una célula
receptora, inducida, blanco, diana, o target. La unión del ligando con el receptor
activa a la célula blanco y se desencadenan una serie de señales intracelulares en
las que intervienen “2dos mensajeros” que producen una RESPUESTA en la célula
blanco, la cual puede ser muy diversa: va a responder con alguno de los siguientes
cambios:
 Se diferencia
 Se multiplica
 Degrada o sintetiza sustancias
 Las secreta
 Incorpora solutos o macromoléculas
 Se contrae
 Se moviliza
 Conduce estímulos eléctricos
 Muere (por “apoptosis”  muerte celular programada).
La mayoría de las veces el ligando es secretado para que viaje hacia el receptor
de la célula diana, pero otras queda “atascado” en la membrana de la célula
emisora por lo que
ella completa debe
moverse
hasta
tomar contacto con
la célula diana.
 Una
consecuencia de la
fluidez de la
membrana es que
permite la
movilidad de los
receptores hacia
donde llegan los
ligandos.
101
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Muchas de las drogas que usamos con fines terapéuticos o preventivos
actúan ocupando los receptores pero sin producir respuesta, y así impiden que
actúen sustancias endógenas. Entonces el efecto observado es un fenómeno
llamado “inhibición competitiva” (inhibe la acción de un ligando compitiendo
por su receptor).
Ej: el cerebro de una persona cansada produce adenosina que se une a
receptores específicos lo que produce una disminución de la actividad cerebral
y somnolencia. Las drogas estimulantes, como la cafeína, lo que hacen es
ocupar los receptores de la adenosina ya que poseen una estructura similar, y
no dejan que ésta actúe.
Clasificación
La comunicación intercelular se clasifica según la distancia entre la célula emisora
y la receptora. Así la comunicación puede ser…
 ENDÓCRINA: Las células se hallan alejadas, por lo que el ligando sólo puede
llegar al receptor viajando por la SANGRE  Es el caso del sistema endócrino, y el
ligando en este caso toma un nombre propio: “hormona”. Ej: la hipófisis produce y
libera diversas hormonas que actúan en gónadas, glándulas suprarrenales, tiroides,
etc.
 PARÁCRINA: Las células se hallan una al lado de la otra,
por lo que el ligando sólo debe viajar por la MEC. Ejemplos: la
llevan a cabo las células del sistema inmune cuando se
desencadena la respuesta inmune ya que se activan y
“ayudan” entre sí. Los ligando en este caso se llaman
interleuquinas (“entre leucocitos”) o citoquinas. También es la
comunicación que hay entre 2 neuronas en la sinapsis
nerviosa. En este caso se llama comunicación Neural y el
ligando se denomina neurotransmisor, que es el encargado
de llevar el impulso nervioso.
 AUTÓCRINA: La célula productora del ligando es a su vez la
que tiene el receptor, es decir que se autoinduce. Sólo lo
vemos en el sistema inmune, durante la respuesta inmunitaria.
Entre las células
del sistema inmune
(glóbulos blancos)
abunda la
comunicación
parácrina y
autócrina, y en
estos casos el
ligando se llama
citoquina o
interleuquina
 POR CONTACTO O YUXTÁCRINA: es el caso en que el ligando no es librado a la
MEC si no que queda en la membrana de la célula emisora y por lo tanto deben
contactar las membranas plasmáticas de ambas células para que se unan el
ligando con su receptor. Ej: en la fecundación, en algunas respuestas inmune y en
la reparación de las heridas.
102
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Indicar en cada caso de qué ejemplo se trata:
 La unión ligando-receptor posee, al igual que la unión “enzima-sustrato”, las
siguientes características:
 Específica: el ligando actúa sólo sobre receptores que son específicos para
él, ya que poseen estructuras afines, son complementarios.
 Saturable: el número de receptores existentes en una célula es limitado, de
modo que si aumenta la cantidad de inductor, va a aumentar la cantidad
de respuesta generada, pero llegado el momento en que se hayan
ocupado todos los receptores, la respuesta ya no seguirá creciendo sino que
será constante por más de que siga aumentando la concentración de
ligando (mecanismo similar al que sucedía en la difusión facilitada).
 Reversible: el receptor luego de la unión con el ligando se disocia del mismo
para poder estar disponible para nuevos ligandos. Es decir que “no se
gasta”.
103
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Los RECEPTORES se clasifican en 2 tipos, según donde se ubican en la célula
blanco:
Receptores CITOSÓLICOS: se ubican en el
citosol celular y por lo tanto el ligando debe
atravesar la membrana plasmática para llegar
a él. Entonces  sólo es apto para ligandos
apolares! porque para atravesar la membrana
plasmática (bicapa lipídica) se debe ser
lipofílico.
Una vez el ligando ha tomado contacto con el
receptor, el complejo “ligando-receptor”
ingresa al núcleo y activa ciertos genes para
que se sinteticen determinadas proteínas
específicas que serán las responsables de la
respuesta. Es un mecanismo lento que implica
control genético.
Receptores MEMBRANOSOS: Se ubican en la membrana plasmática.
Generalmente los ligandos en este caso son hidrofílicos, y tienen su receptor en la
membrana porque no la pueden atravesar. Luego de la unión ligando-receptor, se
desencadenan una serie de reacciones intracelulares para dar la respuesta celular
que casi siempre implica finalmente la activación de proteínas/enzimas efectoras
de la respuesta, mediante reacciones de fosforilación, hidrólisis, etc (no se mete
con el núcleo).
La sustancia inductora es considerada el “primer mensajero”, mientras que las
demás sustancias intracelulares que propagan rápidamente la respuesta hacia el
interior son los “segundos mensajeros”.
Ejemplo: son muy conocidos un grupo de receptores membranosos que se hallan
asociados a proteína G, llamada así porque su funcionamiento depende de GTP.
Cuando se activa el receptor, una parte de la proteína G se disocia y lleva a la
activación de principalmente 2 enzimas:
 Fosfolipasa C  hidroliza al PIP2 (fosfoinositol bifosfato) y forma: DAG
(diacilglicerol) e IP3 (inositol trifosfato). Estos últimos dos son segundos
mensajeros. El IP3 a su vez activa canales de Ca2+ presentes en la membrana
del REL (guarda calcio), lo que permite su salida al citosol y así desencadena
más respuestas.
 Adenilato ciclasa  actúa sobre el ATP, lo convierte en AMPcíclico, otro
segundo mensajero con funciones propias.
Entonces: DAG, IP3, Ca+2 y el AMPcíclico son ejemplos de 2dos mensajeros
intracelulares
104
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CITOESQUELETO
El citoesqueleto es una trama de microtúbulos, microfilamentos y filamentos
intermedios que atraviesan el citosol, por fuera del sistema de endomembranas.
Es una estructura muy dinámica que se reorganiza de manera continua mientras la
célula cambia su forma o se divide.
Posee las siguientes estructuras:
 Microtúbulos de 25 nm formados por tubulina.
 Filamentos Intermedios de 10 nm, de composición heterogénea.
 Microfilamentos de Actina de 6 nm.
Los tres constituyentes están interconectados entre sí y sus funciones están
coordinadas
FUNCIONES del citoesqueleto:
Está relacionado con:
 La forma de las células (Ej.:
glóbulo rojo es bicóncavo)
 La
organización
interna
celular (los organoides se disponen
de forma específica según el tipo
celular)
 El movimiento celular.
 La movilización de organoides
o macromoléculas.
 Es el “sistema muscular” ↔ la
citomusculatura,
base
de
la
motilidad, la contracción y los
cambios de forma de la célula.
105
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
MICROTÚBULOS
Son organoides citoplasmáticos, sin membrana, presentes en todas las células
eucariotas.
Según su localización, se clasifican en:
1- Citoplasmáticos, presentes en la célula durante la interfase.
2- Mitóticos, correspondientes a las fibras del huso mitótico, presentes durante la
mitosis.
3- Ciliares, localizados en el eje de los cilios.
4- Centriolares, pertenecientes a los cuerpos basales y a los centríolos.
 Aunque todos tienen las mismas características morfológicas, difieren en unas
pocas propiedades: los ciliares y los centriolares son muy estables comparados con
los citoplasmáticos y los mitóticos que cambian permanentemente de longitud,
especialmente en los ciclos de división celular.
Tienen forma de tubo, con una luz central y una pared constituida por 13
protofilamentos. Cada protofilamento está formado por subunidades de la
proteína tubulina que es un heterodímero de tubulina α y tubulina β. La tubulina es
una proteína globular y polar.
Ambas subunidades son muy afines, lo cual permite que la subunidad α de cada
tubulina pueda combinarse con la subunidad β del propio heterodímero y con la
subunidad β de otro heterodímero.
Además los heterodímeros pueden unirse por sus flancos y lo hacen de modo tal
que se cierran en círculo. Así se forma la estructura tubular cuya pared está
integrada por filamentos que recorren el eje longitudinal del microtúbulo; y son los
protofilamentos.
La tubulina es una proteína citoplasmática muy dinámica, que puede presentarse
en forma de
106
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 tubulina ensamblada  microtubular (50%)
 desensamblada  tubulina libre (50%).
Los MT presentan: 25 nm de diámetro externo, son rectilíneos con varios micrones
de longitud. La pared tiene aproximadamente 5 nm de espesor, con un centro
claro de 15 nm.
Los MT citoplasmáticos nacen en una estructura contigua al núcleo llamada
centrosoma o COMT (centro organizador de MT), desde allí se extienden por todo
el citoplasma hasta arribar a la membrana plasmática, en la que se fijan, entonces
parecen rayos que van del centro a la periferia celular.
El COMT está compuesto por un par de centriolos o “diplosoma” y una sustancia
aparentemente amorfa que los circunda, que se llama matriz centrosómica.
Esta matriz contiene una red de fibras muy delgadas y una proteína reguladora
llamada gama-tubulina.
FORMACIÓN DE LOS MT
Los microtúbulos requieren que unas pocas tubulinas, provenientes del depósito de
tubulinas libres del citosol, concurran al centrosoma y se nucleen (polimericen).
Esto constituye el primer esbozo del microtúbulos.
El nucleamiento de las primeras tubulinas tiene lugar en medio de la red fibrilar de
la matriz centrosómica, aparentemente por la influencia de la γ-tubulina, que
funcionaría como molde para que se asienten y estabilicen estas primeras
tubulinas. Los centríolos no cumplen ningún papel en este proceso. El microtúbulo
crece por el extremo [+], al llegar nuevas tubulinas.
Los MT son estructuras dinámicas porque los heterodímeros pueden agregarse
(polimerizarse) o retirarse (despolimerizarse) por ambos extremos. Es decir que
incesantemente se desarrollan microtúbulos nuevos, a la vez que algunos se
alargan y otros se acortan hasta desaparecer  durante la polimerización el MT se
alarga y durante la despolimerización se acorta.
Proceso: cada tubulina libre en el citosol contiene un GDP en su subunidad β que se intercambia
por un GTP en el citosol → las tubulinas con GTP son atraídas por los extremos (+) de los MT en
crecimiento y se unen a ellos → la polimerización provoca la hidrólisis del GTP → GDP + P.
Cuando contienen GDP las tubulinas tienden a despolimerizarse en el extremo de los
protofilamentos, entonces sería un círculo vicioso ya que la polimerización con la consiguiente
formación de GDP produciría la despolimerización → esto no ocurre porque las tubulinas recién
incorporadas demoran un tiempo en hidrolizar su GTP, de modo que en el extremo de MT se
forma un “capuchón de tubulinas-GTP” que impide la salida de las tubulinas arribadas con
anterioridad, a pesar de que en ellas el GTP ya se convirtió en GDP.
A causa de esta particularidad, llamada inestabilidad dinámica, para que el microtúbulo pueda
mantener la longitud final deseada existen proteínas reguladoras que se unen al extremo [+]
para evitar su inestabilidad.
107
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Esta polimerización ocurre con gasto energético. En este caso la energía la provee
el GTP.
Los MT son estructuras polarizadas y asimétricas, es decir que presentan dos
extremos:
Uno de los extremos del microtúbulo se llama más [+] y el otro menos [-]. En el
primero el microtúbulo se alarga y se acorta más rápidamente que por el segundo.
El extremo menos se localiza en el centrosoma, allí los procesos de polimerización y
espolimerización se encuentran bloqueados, probablemente por influencia de
algún componente centrosómico, como la gama-tubulina.
Entonces, para su formación es necesaria la presencia de las siguientes sustancias:
- Enzima proteinquinasa que fosforila la tubulina y esto permite su ensamble.
- AMP cíclico (necesario para la proteinquinasa).
- GMP cíclico.
- Iones Ca+2 y Mg+2.
- Condiciones óptimas de pH, temperatura y presión.
- Proteínas microtubulares relacionada a la unión de los dímeros.
La iniciación y la dirección de la síntesis del MT está controlada por centros
organizadores de microtúbulos o COMT.
108
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
SUSTANCIAS QUE AFECTAN LA FORMACIÓN DEL MT
 Colchicina se une a las tubulinas e impide su polimerización, entonces al no
formarse el capuchón, desaparecen los MT.
 El colcemid es un derivado de la colchicina que produce los mismos efectos.
 Vinblastina – vincristina actúan de forma semejante a la colchicina, aunque
lo hacen casi selectivamente sobre las fibras del huso mitótico, de ahí que se
las utilice para bloquear las divisiones de las células neoplásicas en el
tratamiento del cáncer.
 El taxol es una droga que también actúa sobre los MT, pero de manera
distinta a la colchicina: el taxol acelera la formación de MT y los estabiliza,
interrumpiendo la despolimerización, entonces toda la tubulina del citoplasma
se polimeriza en MT muy estables. De esta forma, al llegar a la mitosis, no existe
tubulina libre para formar los MT del huso y la mitosis no se procesa. También es
usado para tratar el cáncer.
 Los efectos de colchicina y taxol sobre la mitosis son iguales, aunque uno
destruya y el otro estabilice MT, lo que demuestra la importancia del sistema
formado por tubulina libre y tubulina polimerizada.
 Catastrofina es el nombre que se le ha dado a una proteína citosólica
reguladora que detiene el crecimiento de los MT, lo que lleva a su
despolimerizacón (tras la pérdida del capuchón de tubulinas-GTP).
PROTEÍNAS MICROTUBULARES ASOCIADAS (MAPs)
Son un conjunto de proteínas accesorias clasificadas en reguladoras, ligadoras y
motoras que hallan relacionadas a los microtúbulos.
Hasta un 15% del contenido proteico de los MT está constituido por estos
polipéptidos:
- Algunos poseen papel estructural estabilizando las relaciones de los MT entre sí y
con los demás componentes celulares.
- Otras actúan como proteínas motoras, promoviendo el transporte a lo largo de
los MT.
Tipos de MAPs:
MOTORAS: sus funciones son movimiento y transporte. Hay cuatro familias de
MAPs motoras.
1- Quinesina: es una MAP que desplaza materiales hacia el extremo (+) del MT,
tiene una proteína complementaria en el material a transportar que se llama
quinectina.
109
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
2- Dineína citoplasmática: es una MAP que desplaza materiales hacia el extremo
(-) del MT, tiene como molécula complementaria en el material a transportar a la
dinectina.
La energía consumida durante el transporte es aportada por el ATP, luego de
hidrólisis efectuadas por ATPasas presentes en las cabezas de las proteínas motoras
3- Dineína ciliar y flagelar: es la que se ubica en cilios y flagelos, ya mencionada
antes. Las colas de la dineína ciliar están ancladas al microtúbulo A de un doblete,
mientras que las cabezas globulares con sus respectivas ATPasas, establecen
uniones intermitentes con el microtúbulo B del doblete vecino.
4- Dinamina: es una proteína motora ligada a los microtúbulos de las neuronas,
posee actividad GTPasa.
Entonces: las proteínas motoras mueven materiales (macromoléculas y
organoides) sobre las superficies de los microtúbulos de un punto a otro del
citoplasma.
Es decir que, el transporte rápido de macromoléculas y de organoides de una
parte a otra de la célula implica el movimiento guiado por elementos
citoesqueléticos, en particular por los microtúbulos que irradian desde el
centrosoma hacia la periferia celular.
 La actina también participa en el desplazamiento de organoides en el
citoplasma, ayudada por la proteína motora miosina I.
LIGADORAS: conectan los filamentos del citoesqueleto entre sí y con otros
componentes intra y extracelulares, como las que encontramos en el axonema:
- Las de la vaina interna o central (estructura que rodea a los MT centrales del
axonema)
- Las proteínas o eslabones radiales (unen el MT “A” de cada par a la vaina
central)
- La nexina que conecta el MT “A” de un doblete con el MT “B” del doblete
vecino.
110
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
REGULADORAS: controlan la polimerización y despolimerización (o sea el
alargamiento y acortamiento) de los componentes del citoesqueleto según las
necesidades de la célula.
Ej.: la γ-tubulina que se encuentra en los COMTs. La gamma tubulina tiene forma
de anillo y su diámetro es similar al de los MT, por esta razón se cree que es el
“molde” sobre el cual se nuclean las primeras 13 tubulinas para dar origen a los 13
protofilamentos que forman el MT.
También la
γ-tubulina sería el componente centrosómico que bloquea el
crecimiento y el acortamiento del microtúbulo en el extremo (-).
MAPs neuronales
Las MAPs de las neuronas comprenden dos familias principales:
 DE ALTO PM:
a- MAP 1 de axones y dendritas.
b- MAP 2 de dendritas solamente.
Son proteínas ligadoras que crean puentes entre los MT neuronales.
 DE BAJO PM:
En este grupo se ha identificado una MAP reguladora llamada tau (τ) presente en
los axones y en el cuerpo neuronal. Esta MAP tau inhibe las despolimerización de
las tubulinas en los extremos de los MT, también ejerce una función ligadora ya que
establece puentes entre los MT contiguos y les da estabilidad.
Los MT y las MAP Tau están relacionados con la enfermedad de Alzheimer → las MAP tau
contienen un determinado número de fosfatos; cuyo aumento altera el funcionamiento
normal y los MT se tornan inestables.
El aumento podría darse por la presencia de quinasas sobreactivas o fosfatasas
hipoactivas.
La enfermedad de Alzheimer se caracteriza por un deterioro neuronal progresivo, porque
al no funcionar los MT no hay transporte intracelular de organoides ni de otros materiales
vitales para la célula.
FUNCIÓN DE LOS MICROTÚBULOS:
1. Función mecánica o de soporte: participan en el mantenimiento de la forma
celular, aunque los principales responsables en esta función son los Filamentos
Intermedios.
2. Morfogénesis: dan forma a la célula durante la diferenciación celular. Ej.: 1aparición de axones y dendritas en las neuronas durante la etapa embrionaria
y 2- el alargamiento progresivo del flagelo en la espermátide para originar los
espermatozoides.
111
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
3. Participan en el movimiento de los organoides (ciclosis): actuando a manera
de carriles por donde se desplazan las MAPs, también transportan
macromoléculas como hormonas o enzimas.
Ej.: flujo axónico: los microtúbulos de las neuronas, también llamados
neurotúbulos transportan NT desde el cuerpo neuronal hasta la parte terminal
del axón.
4. Forman el aparato mitótico: así participan íntegramente en la división celular.
5. Forman las prolongaciones en neuronas: forman el eje del axón y son
responsables de su alargamiento. También se encuentran en las dendritas.
6. Motilidad celular: participan en la formación de pseudópodos que permiten
el movimiento. Ej.: leucocitos. También forman cilias y flagelos (importancia en
epitelio respiratorio, sistema reproductor femenino, espermatozoides)
7. Polarización celular: mediante proteínas accesorias, mantienen al retículo
endoplasmático y al complejo de Golgi en sus posiciones en el citoplasma, lo
que determina la polaridad celular.
8. Forman organitos microtubulares como centríolos, cuerpos basales, cilios,
flagelos, áster.
ORGANITOS MICROTUBULARES
Son organoides constituidos exclusivamente por microtúbulos. Son
1. Centríolos
2. Cuerpos basales
3. Huso mitótico
4. Cilios
5. Flagelos
1- Centríolos: son estructuras cilíndricas huecas que contienen en su pared 9
tripletes de MT, como no poseen MT centrales, esta estructura se conoce como
(9+0).
La estructura del centríolo es similar a la de un cuerpo basal, pero el centríolo está
abierto en los dos extremos, mientras que el cuerpo basal tiene un extremo
cerrado por la placa ciliar o basar.
Para tener en cuenta:
 Cuando la célula está en interfase se los visualiza como un par, son dos
centríolos perpendiculares entre sí, formando el diplosoma.
 Antes de la mitosis los centríolos se autoduplican ya que sobre una zona del
centríolo maduro aparece una condensación anular que se prolonga en sentido
perpendicular formando un procentríolo.
112
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Luego de la duplicación quedan formados los diplosomas, es decir, hay 2 pares
de centríolos y en cada par uno de los integrantes es centríolo padre y el otro
centríolo hijo.
 Cada par de centríolos formando parte del centrosoma migra a los polos
opuestos de la célula y se observa el áster → conjunto de MT cortos dispuestos de
manera radiada a partir del centrosoma.
 En las células de vegetales superiores el centrosoma existe, pero NO HAY
CENTRÍOLOS.
2- Cuerpos basales: ya vistos antes, son similares a los centríolos, son múltiples por
célula y se ubican por debajo de los cilios. Los cuerpos basales pueden
organizarse a partir de los centríolos del diplosoma mediante un proceso basado
en el desarrollo de pro-centríolos, o también “de Novo” (sin la participación de
centríolos).
 Los microtúbulos A y B de los dobletes del cilio, se continúan con los microtúbulos A y B
de los tripletes del cuerpo basal. Se ignora el significado de los microtúbulos C de los
tripletes y dónde se originan los microtúbulos centrales del axonema.
 La cantidad de MT varía según el estadío de la célula. Aumentan: durante la interfase
formando MT citoplasmáticos y durante la metafase formando los MT del huso mitótico.
Disminuyen: en la profase y telofase.
Los cuerpos basales se diferencian de los centríolos del diplosoma por:
1- Los primeros se localizan cerca de la superficie celular, son submembranosos, los
segundos cerca del núcleo, son paranucleares.
2- Los cuerpos basales no poseen la matriz centrosómica que envuelve a los centríolos.
3- Los cuerpos basales están formados por una sola unidad, mientras que los centríolos
se presentan de a dos (perpendiculares entre sí).
4- Los centríolos están abiertos en ambos extremos, los cuerpos basales están cerrados
en el extremo desde donde nace la cilia, por la placa basal o ciliar.
5- Los centríolos constituyen sólo un par o dos pares cuando la célula se apronta a
dividirse, los cuerpos basales son múltiples por célula, uno por cada cilia.
113
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
3- Aparato o huso mitótico o acromático: al comenzar la mitosis el centrosoma se
divide, las dos partes resultantes forman los polos del huso mitótico, siendo éste
quien dirige la separación de los cromosomas duplicados. Aparece en la metafase
de la mitosis.
Se forma por los centrosomas (con los centríolos) + MT del huso + los ásteres.
En la mitosis, los MT citoplasmáticos desaparecen y forman los microtúbulos o fibras
del huso. Se clasifican en fibras:
 Cromosómicas o cinetocóricas: se implantan en el centrómero del
cromosoma por medio de una región proteica denominada cinetócoro. Están
relacionadas a los movimientos del cromosoma.
 Polares o continuas: se extienden más allá del ecuador de la célula
entrecruzándose con las que vienen del cromosoma opuesto, pero no dan
inserción a los cromosomas.
 Fibras del áster: son más cortas, irradian en todas direcciones y sus extremos
se hallan aparentemente libres.
Los microtúbulos son
estructuras estables en
centríolos, cuerpos
basales, cilios y flagelos,
mientras que son lábiles
en el huso mitótico y
cuando se encuentran en
el citoplasma.
Toda estructura que participa en la división celular está formada por MT
4- Cilios y 5- Flagelos (ya vistos).
114
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
MICROFILAMENTOS DE ACTINA
Son estructuras sólidas formadas ACTINA, su diámetro es de 6 a 8 nm y son más
flexibles que los microtúbulos. Tienen como principal proteína accesoria a la
MIOSINA, que es motora, con actividad ATPasa.
Pueden dividirse en dos grupos:
 Transcelulares que atraviesan el citoplasma en todas las direcciones (se
destacan las fibras tensoras del tejido conectivo).
 Corticales que se ubican por debajo de la membrana plasmática (se destacan
las del tejido epitelial). Éstos son los que forman la famosa “red o malla cortical”
que ya hemos venido mencionando, sobre la que se asientan los MF de actina
que forman las microvellosidades, también relacionado al soporte de las uniones
intermedias o cinturones adhesivos.
Ambos contribuyen al establecimiento de la forma celular.
Los MF también forman el esqueleto de las microvellosidades e integran el
armazón contráctil de las células musculares.
ESTRUCTURA
Los filamentos de actina son polímeros construidos por la suma lineal de
monómeros cuyo ensamble les da a los filamentos una configuración helicoidal.
La estructura terciaria de los monómeros es globular, por eso se les dice actina G,
mientras que el polímero resultante (helicoidal, doble y filamentoso) se denomina
actina F.
Cada filamento comienza a formarse a partir de un núcleo de tres monómeros de
actina G que se combinan entre sí en cualquier punto del citosol → el
alargamiento del microfilamento se produce como consecuencia del agregado
sucesivo de nuevos monómeros en los extremos del filamento → tal polimerización
requiere que las actinas G contengan un ATP. Luego de la polimerización el ATP →
ADP + P, es decir que se produce el mismo fenómeno descripto para los
microtúbulos con la formación de un capuchón compuesto por monómeros que
demoran un tiempo en convertir sus ATP en ADP → “CAPUCHÓN DE ACTINAS-ATP”.
115
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Como el mantenimiento de esta inestabilidad tiene un alto costo en ATP, cuando
el filamento alcanza la longitud deseada se colocan proteínas reguladoras en sus
extremos para estabilizarlo (como vimos en el microtúbulo).
PROTEÍNAS REGULADORAS DE LOS MF DE ACTINA
Aparentemente la polimerización de los monómeros de actina depende de una
proteína reguladora llamada profilina. (A pesar de que induce la hidrólisis del ATP,
en los monómeros ya polimerizados).
En el proceso de despolimerización participan varias proteínas reguladoras, entre
las que se destacan la timosina y el ADF: la timosina inhibe el nucleamiento del
trímero inicial de actinas G y su polimerización en el filamento en crecimiento. En
cambio, el ADF se une al filamento de actina y lo despolimeriza progresivamente.
 Al igual que los MT, son estructuras polarizadas, con el extremo [+] y el [-], por el
primero se alargan y se acortan más rápidamente que por el segundo.
Se encuentran en todas las células del organismo, constituyendo aproximadamente el
3% del total proteico, pero son de vital importancia en células musculares en las que
representan el 20% del total proteico.
FUNCIONES DE LOS FILAMENTOS DE ACTINA
 Forman el esqueleto de las microvellosidades. Estos filamentos no se alargan ni
se acortan por eso se dice que son estables.
 Contribuyen a establecer la forma celular.
A través de las fibras transcelulares y de la red cortical 
 Forman una malla por debajo de la membrana plasmática en las células
epiteliales.
Los filamentos de actina corticales se disponen en direcciones muy variadas y
forman una malla por debajo de la membrana plasmática. Se observa que la
actina se une entre sí y a la membrana plasmática mediante la proteína ligadora
fodrina, quien se conecta con proteínas integrales de membrana, como la bomba
de sodio y potasio, a través de otra proteína ligadora anquirina.
La fodrina es similar a la espectrina que se encuentra en la membrana terminal de las
microvellosidades y en el
citoesqueleto del eritrocito.
116
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Participa en la formación del cinturón adhesivo: lo hace una franja de
filamentos de actina de la malla cortical.
En algunos epitelios el cinturón adhesivo tiene funciones
morfogenéticas durante el desarrollo embrionario 
Gracias a los filamentos de actina algunos epitelios
planos originan estructuras tubulares, por ejemplo el tubo
neural primitivo, función que ejecuta junto a la proteína
motora miosina I.
 Participan del transporte de organoides  ciclosis. En
las células epiteliales los filamentos de actina
transcelulares actúan como vías que sirven para
transportar organoides con la intervención de la proteína
motora miosina I.
Se encuentran tendidos entre puntos opuestos de la
membrana plasmática y entre ésta y la envoltura nuclear,
de modo que atraviesan el citoplasma en todas las
direcciones.
 En las células conectivas los filamentos de la actina
transcelulares se llaman fibras tensoras. La distribución de
estas fibras tensoras en el tejido conectivo es similar a la del tejido epitelial, pero
aquí forman atados más gruesos y más numerosos.
Se ligan a la membrana plasmática mediante el CONTACTO FOCAL.
Entre los filamentos de actina de las fibras tensoras se localizan numerosas
unidades de la miosina II. Al igual que la miosina I las cabezas de miosina II tienen
actividad ATPasa y son responsables de las propiedades mecánicas de la
proteína.
Las fibras tensoras además de tener función estructural también sirven como vías
para trasportar organoides con la intervención de la miosina I.
 Experimentan modificaciones (en las células conectivas).
En dichas células, rodeadas por una abundante matriz extracelular, los filamentos
de actina corticales se distribuyen de una manera característica y cambiante:
arman una especie de andamio ortogonal 
o
o
Para construir el andamio interviene además de la profilina una proteína
ligadora llamada filamina o ABP, que une los filamentos de actina en
ángulos rectos.
Para desarmar el andamio actúa la gelsolina, proteína dependiente del
Ca+2, que fragmenta los filamentos de actina.
117
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Filamina y gelsolina son entonces proteínas reguladoras de los MF de actina.
 Cumplen un papel protagónico durante la motilidad celular.
La migración celular es un fenómeno muy común durante el desarrollo embrionario, decisivo
para la formación de tejidos y órganos. En el organismo desarrollado, la migración celular se
vincula con la defensa y la reparación tisular
En las células musculares, los filamentos de actina no se acortan ni se alargan, pero
en las células locomotrices el citoesqueleto presenta un gran dinamismo. La
motilidad celular se debe a cambios en sus componentes, que incluyen
polimerizaciones y despolimerizaciones de los filamentos de actina.
La célula migratoria antes de ponerse en
marcha adquiere un aspecto poligonal que
luego, por modificaciones en los filamentos de
actina corticales (en el extremo de la célula
correspondiente al futuro movimiento), forma
varias láminas citoplasmáticas horizontales
llamadas LAMELIPODIOS, de cuyos bordes libres
nacen numerosas prolongaciones digitiformes
denominadas FILOPODIOS. Ambas alternan
períodos de crecimiento y de acortamiento que
constituyen la base de la motilidad celular, lo
que se produce por la presencia en sus ejes de
filamentos de actina que hacen ciclos de
polimerización y despolimerización.
118
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Los lamelipodios nacen, crecen y se acortan gracias a las proteínas reguladoras
que hemos visto en el punto anterior. Pero no sólo se alargan y se acortan sino que
también se mueven, gracias a que en sus raíces se hallan numerosas moléculas de
miosina II entre los filamentos de actina.
Estos filamentos nacen en el borde libre del armazón ortogonal y se extienden
hasta la membrana plasmática de la punta del filopodio donde se anclan
mediante contactos focales. También encontramos a la proteína ligadora fimbrina
y a la proteína motora miosina I, que también participan del proceso.
 Participan en los desplazamientos celulares que son guiados por HAPTOTAXIS y
QUIMIOTAXIS. Los filopodios se alargan y a través de sus puntas donde abundan los
contactos focales se conectan mediante la fibronectina con fibras de colágeno
de la matriz extracelular, mientras éstos se acortan otros se alargan y se conectan
con fibras de colágeno situadas más adelante, los primeros filopodios se
desprenden de las fibras de colágeno y los segundos se acortan, de modo que la
célula avanza un poco más.
La migración celular resulta de la repetición de estos espisodios.
Las células se desplazan hacia sus puntos de destino siguiendo itinerarios
predeterminados y no se detienen hasta alcanzarlos, ni avanzan más allá.
HAPTOTAXIS: es la locomoción celular guiada por gradientes de concentración
de moléculas no solubles en el medio extracelular, como puede ser la fibronectina.
(Haptein: enganchar y taxis: movimiento).
QUIMIOTAXIS: los desplazamientos de las células son dirigidos por sustancias
solubles emitidas por otras células, a veces distantes, que pueden provocar su
atracción o repulsión. Si es atracción se llama quimiotaxis y es la conducción de las
células migratorias hacia el lugar de mayor concentración de la sustancia soluble.
 Participan en el avance de los axones, fenómeno que presenta semejanzas
con la motilidad celular. Los axones son prolongaciones citoplasmáticas que
conectan las neuronas entre sí y las neuronas con las células musculares y
secretorias.
Cualquiera que sea el grado de
separación, la neurona no necesita
migrar para tomar contacto con la
otra célula, sólo crece su axón. Para
poder crecer y avanzar el axón
Fig. anterior
desarrolla en su extremo distal una
especialización llamada cono de
crecimiento,
análogo a la región
119
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
frontal de las células migratorias, pero con filopodios bastante más largos, que
contienen a la proteína motora miosina V.
También participan en el alargamiento del axón los microtúbulos y la proteína
motora dinamina.
 Intervienen en la citocinesis  división del citoplasma. Cuando la mitosis está
por finalizar, se forma un ANILLO CONTRACTIL compuesto por filamentos de actina
y miosina II, por debajo de la membrana plasmática, en la zona ecuatorial de la
célula en división.
La miosina II, al deslizarse sobre los filamentos de actina hace aparecer un surco en
la superficie celular, que al profundizarse genera un estrangulamiento que culmina
con la partición celular.
anillo contráctil
surco de segmentación
dos células hijas
 Intervienen junto a varias proteínas accesorias en la contractilidad de las
células musculares estriadas, cardíacas y lisas.
El músculo estriado está constituido por células o fibras cilíndricas de 10 a 100 μm
de diámetro y varios milímetros o centímetros de longitud, multinucleadas.
Los elementos del citoesqueleto de estas células forman estructuras regulares y
estables adaptadas para acortarse durante la contracción y alargarse en los
períodos de reposo.
La maquinaria contráctil de estas células está representada por unas estructuras
derivadas del citoesqueleto → las MIOFIBRILLAS:
 Son tan largas como la propia célula y se disponen en forma paralela.
 Están compuestas por una sucesión lineal de unidades contráctiles llamadas
sarcómeros, formadas por actina y miosina II.
 En el límite entre un sarcómero y otro hay una estructura electrodensa
llamada Disco Z.
 Se distinguen distintas bandas o “estrías” (donde se ubican las distintas
proteínas).
La contracción de la célula muscular resulta de la
suma de los acortamientos de todos los sarcómeros,
lo que se produce cuando las cabezas de la miosina II
se pliegan, toman contacto con los microfilamentos
de actina y traccionan de ella
120
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
PROCESO DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR ESTRIADA
La flexión de las cabezas de miosina II es desencadenada por el Ca+2, cuya
concentración aumenta en el citosol cuando la célula muscular es inducida a
contraerse.
En el proceso participan las proteínas reguladoras tropomiosina y troponinas I, C y
T, que se hallan junto a los filamentos de actina. Las tres troponinas forman un
complejo que se mantiene unido gracias a la troponina T.
Filamento de miosina II
Filamento de actina
En el músculo en reposo la tropomiosina se encuentra sobre los filamentos de
actina en una posición tal que impide la unión de las cabezas de miosina II con
dichos filamentos, esta posición es controlada por la troponina I, que inhibe el
corrimiento de la tropomiosina.
El aumento de Ca+2 en el citosol hace que el ión se una a la troponina C, entonces
el complejo Ca+2-troponina C bloquea a la troponina I lo que hace que la
tropomiosina cambie de posición y las cabezas de miosina puedan unirse a los
filamentos de actina. De esta forma la miosina “tracciona” los filamentos de actina
lo que los hace acercarse entre sí, acortando los sarcómeros y logrando la
contracción global de la célula.
El diseño de estas células es tan eficiente que son capaces de contraerse y relajarse 100 o más
veces por segundo
121
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Video: Contracción muscular
 En el MÚSCULO CARDÍACO, las estructuras s diferencia es que en el primero hay
discos intercalares que son los encargados de unir a las células cardíacas por sus
extremos, se comportan como si fueran discos Z, ya que de ellos nacen los
filamentos de actina y titina. Los discos intercalares contienen desmosomas y
además poseen uniones comunicantes (nexus), para sincronizar las contracciones
de las células miocardíacas.
 En el MÚSCULO LISO, el aparato contráctil es relativamente más sencillo. Se
asemeja al conjunto de fibras tensoras transcelulares de las células conectivas, con
la diferencia de que en las musculares los haces de filamentos de actina son más
gruesos y más numerosos y sus partes centrales son reemplazadas por filamentos
intermedios de desmina. Estos impiden que se comprima la zona central de la
célula donde se refugian el núcleo y los componentes citoplasmáticos más
delicados para protegerse de la contracción.
122
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Forman parte del citoesqueleto de los eritrocitos.
 Participan del movimiento de receptores.
 Participan en la emisión de pseudópodos.
 Participan en la endocitosis.
Conclusión: funciones de la actina: es ESTRUCTURAL y MECÁNICA
La principal proteína accesoria de la actina es entonces la MIOSINA
▄ La miosina I posee una cabeza y una cola, ya que en uno de los extremos la
proteína es globular y en el otro es fibrosa. La cabeza es la responsable de las
propiedades motoras y en ella existe una ATPasa dependiente de Ca+2. La cola de
la miosina I siempre se ancla en un filamento de actina y la cabeza establece
conexiones intermitentes con los filamentos vecinos.
▄ La molécula de miosina II se compone de una molécula fibrosa con dos
cabezas en una de sus puntas. Al igual que en la miosina I la cabeza es la
responsable de las propiedades motoras y en ella existe una ATPasa.
Las cabezas de las miosinas II se orientan en sentidos opuestos a cada lado del
filamento de actina, por eso de les dice bipolar. Conforman una especie de palo
de golf con una cabeza doble, un cuello y una cola.
La actividad ATPasa se manifiesta al unirse a los MF de actina para posibilitar los
fenómenos de contracción tanto en células musculares como no musculares. (Por
ejemplo para formar el anillo contráctil).
123
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
FILAMENTOS INTERMEDIOS
Son los elementos más estables que constituyen el citoesqueleto. Son tetrámeros
de proteínas fibrilares (α hélice) o filamentosas o fibras proteicas.
Formación
Todos los filamentos intermedios muestran la misma organización estructural. Son
polímeros lineales cuyos monómeros son proteínas que presentan una estructura
en hélice α fibrosa (es una diferencia con los microtúbulos y los filamentos de
actina que poseen monómeros globulares).
 Las proteínas fibrosas están integradas por una sucesión de secuencias
idénticas de siete aminoácidos cada una, lo que les permite combinarse entre sí
lado con lado y componer dímeros lineales.
 Los dímeros vuelven a combinarse entre sí, también de a dos, en forma
desfasada y antiparalela, así se generan tetrámeros.
 A continuación los tetrámeros se conectan por sus extremos y dan lugar a
estructuras lineales llamadas protofilamentos.
 Finalmente 8 protofilamentos se adosan por sus flancos y forman un tubo de 10
nm de grosor.
124
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Son fibras gruesas, resistentes e insolubles (apolares), químicamente
heterogéneas.
 Forman redes tridimensionales en el citoplasma, contribuyen al
mantenimiento de la forma celular y establecen las posiciones de los organoides
en el interior de la célula, no obstante su función también es mecánica y se
encuentran muy desarrollados en células sometidas a grandes tensiones.
 No se conoce un sistema de ensamble y desensamble como en lo MT, si bien
se cree que en la formación de los tetrámeros influye la fosforilación, por lo tanto
la presencia de enzimas quinasas.
 Tienen un diámetro de 10 nm (intermedio entre el de los MT y MF, de allí su
nombre).
 Los Fl son muy importantes para determinar tumores histoquímicamente
porque los distintos Fl se tiñen con colores diferentes, así se puede determinar el
origen del cáncer.
UBICACIÓN
 Forman una malla perinuclear y luego se alejan radialmente hacia la periferia
celular, conectando la membrana plasmática con la envoltura nuclear.
 En forma de laminofilamentos formando una fina capa en la superficie interna
de la membrana nuclear
 Abundan en las prolongaciones de las neuronas (axones y dendritas)
FUNCIÓN DE LOS FILAMENTOS INTERMEDIOS
 Función estructural mecánica.
 Forma celular.
 Ubicación de organoides en regiones específicas (células polarizadas).
 Uniones intercelulares: desmosomas, hemidesmosomas, etc.
 Otorgan fuerza tensil y durabilidad a células como las de la piel y músculo
sometidas a esfuerzo mecánico
O sea que la función es: estructural y mecánica.
TIPOS DE FILAMENTOS INTERMEDIOS
A- CITOPLASMÁTICOS:
1- Filamentos de desmina o esqueletina
Los encontramos en:
 Fibras musculares o miocitos sean estriadas (voluntarias o cardíacas) o lisas.
 En las células cardíacas se asocian a los desmosomas.
 En las células musculares lisas se asocian con los filamentos de ACTINA.
125
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Los filamentos de desmina se unen entre sí por una proteína ligadora llamada
sinamina.
Función: coordinar e integrar la actividad contráctil en las miofibrillas.
2- Filamentos de vimentina.
Presentan aspecto ondulado y los encontramos en células embrionarias y en el
organismo desarrollado se encuentran en células de origen mesodérmico
(fibroblastos, células endoteliales, células sanguíneas).
Aclaración: tejido mesodérmico o mesenquimático es una red de tejido conectivo embrionario
constituido por células que se originan en regiones del mesodermo. Forma a los tejidos conectivos
del adulto y los vasos sanguíneos y linfáticos.
La proteína ligadora que une a los filamentos de vimentina donde se entrecruzan
es la plactina.
Función:
- Conectan la membrana plasmática con la nuclear.
- Controlan la posición del núcleo.
3- Neurofilamentos.
Son los principales elementos estructurales de las dendritas, cuerpo y axón de las
neuronas.
En el axón conforman un enrejado tridimensional que convierte al axoplasma
(citosol del axón) en un gel muy resistente y altamente estructurado.
Función: participan en el flujo axoplasmático, acompañados de MT.
4- Filamentos de queratina o citoqueratina o tonofilamentos.
Los encontramos en los epitelios como la epidermis, en faneras, en las mucosas y
en las glándulas.
Faneras: formaciones epidérmicas diferenciadas y queratinizadas que emergen de la superficie de
la piel → pelos y uñas.
Los monómeros de los Fl de queratina se llaman citoqueratinas y son de naturaleza
variable, presentan citoqueratinas ácidas (tipo I) y neutras o básicas (tipo II).
Una proteína ligadora denominada filagrina une a los filamentos de queratina
donde se entrecruzan.
Función:
- Participan en la adhesión celular (desmosomas y hemidesmosomas)
- Protección contra el medio extremo.
5- Filamentos gliales o gliofilamentos.
Están constituidos por glioproteína fibrilar ácida.
Los encontramos en:
Células de la neuroglia (en el citosol de los astrocitos y en algunas células de
Schwann)
Los oligodendrocitos no contienen estos filamentos intermedios.
Función: son útiles en técnicas de diagnóstico para diferenciar gliomas cerebrales
de una metástasis.
126
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
B- INTRANUCLEARES:
6- Lámina fibrosa o laminofilamentos.
Forman una malla aplanada sobre la superficie interna de la envoltura nuclear en
todas las células eucariotas y están constituidos por polipéptidos llamados
lamininas A, B y C.
La lámina nuclear es responsable de la forma y resistencia de la envoltura nuclear.
Es una red muy dinámica y rápidamente se desarma durante el inicio de la mitosis
y se reensambla cuando ha terminado. Esto ocurre como consecuencia de la
fosforilación y desfosforilación de las lamininas.
 Si bien los filamentos intermedios se destacan en distintas células, no son
exclusivos de dicha célula, ya que pueden coexistir. Como es el caso de vimentina
y queratina en células epiteliales.
Video: La vida en el interior de una célula
Ejercicio: mirando el siguiente esquema respecto a la ubicación de los diferentes
componentes del citoesqueleto. ¿Cuál corresponde a MT, cuál a MF, y cuál a FI?
127
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Resumen de proteínas del Citoesqueleto:
Prot. Principal
Prot. Asociadas
Microtúbulos
Microfilamentos
Filamentos I.
128
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
INCLUSIONES
Cuando se acumulan en el citosol en grandes cantidades ciertas macromoléculas,
forman estructuras detectables con el microscopio, llamadas inclusiones.
Son partículas que se encuentran generalmente sin membrana a su alrededor y
que se forman por una acumulación de sustancias. No son constantes en la célula.
→ No son esenciales para la célula.
→ Se hallan en forma transitoria.
→ Se encuentran en la célula en un número o cantidad variable.
→ Su composición química es variable.
→ Su forma y origen son diversos.
Estas características dependen de “qué sustancia” estén almacenando.
CLASIFICACIÓN
De acuerdo a su composición química:
1- INCLUSIONES DE RESERVA ENERGÉTICA O ALIMENTOS ALMACENADOS:
Podemos tener:
 Inclusiones de hidratos de carbono.
 Inclusiones de lípidos.
 Inclusiones de hidratos de carbono: se almacenan principalmente en
hepatocitos y en menor grado en las células musculares, en forma de:
Inclusiones de GLUCÓGENO: tanto en los hepatocitos como en las células del
músculo estriado es común la presencia de gránulos de glucógeno llamados
glicosomas, miden entre 50 y 200 nm y están compuestos por subpartículas de 20 a
30 nm de diámetro.
En las imágenes ultramicroscópicas los glicosomas no corresponden directamente
al glucógeno, sino que representan a las proteínas enzimáticas que intervienen en
la síntesis y en la degradación del polisacárido ya que su molécula no toma los
colorantes electrónicos de uso habitual.
En la célula muscular los gránulos desaparecen durante las contracciones debido
a la glucogenólisis que se realiza para obtener glucosa, que es el combustible para
la formación del ATP necesario para la contracción.
 Existen enfermedades congénitas producidas por mutaciones de los genes que codifican a las enzimas que
regulan la síntesis y la degradación del glucógeno, conocidas como glucogenosis. En ellas las células
muestran una acumulación excesiva de inclusiones de glucógeno o formas anormales del polisacárido.
129
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Inclusiones de lípidos: diversos tipos de células contienen gotitas de grasa
(triglicéridos) en el citosol, que también constituyen reserva de energía. Son muy
comunes en los hepatocitos y en el músculo estriado.
En las células musculares las inclusiones de grasa se localizan cerca de las
mitocondrias, hacia las cuales se dirigen los ácidos grasos para su oxidación.
Las células llamadas adipocitos contienen una gran gota de grasa, con numerosas
gotitas a su alrededor que ocupa casi todo el citosol  recordar “célula en anillo
de sello”.
En el citosol de las células secretoras de la glándula mamaria en actividad, se
generan gotas de grasa que constituyen elementos importantes de la leche.
Durante la secreción mamaria cada gota sale de la célula envuelta por una fina
capa de citosol rodeada por una fracción de membrana plasmática, lo cual se
denomina secreción apócrina.
TINCIÓN: Las grasas de estas inclusiones se tiñen con colorantes liposolubles como
Sudán y también con tetróxido de osmio.
2- INCLUSIONES DE PIGMENTOS
En algunos tipos celulares el citosol contiene pigmentos: sustancias con color
propio, que pueden ser producidos por la misma célula (endógenos) o provenir del
exterior (exógenos)
 Pigmentos endógenos:
o Derivados de la hemoglobina
 Hemosiderina
 Bilirrubina
 Biliverdina
o Melanina
o Lipofucsina
 Pigmentos exógenos
o Carotenos
o Minerales
o Polvos
o Tatuajes
 Inclusiones de pigmentos ENDÓGENOS: se generan dentro del organismo a partir
de sustancias NO pigmentadas.
A- Hemoglobina (Hb): es un pigmento respiratorio que contiene hierro y una
proteína básica llamada globina, se encuentra en los eritrocitos.
La Hb transporta los gases respiratorios O2 y CO2 desde los pulmones a los tejidos.
Puede ser:
*Oxihemoglobina: transporta oxígeno, y es de color rojo carmín.
*Carbohemoglobina: transporta dióxido de carbono y es de color rojo oscuro.
*Carboxihemoglobina: transporta monóxido de carbono, gas para el cual la Hb tiene 210
veces más afinidad que para el O2, desplazándolo fácilmente (“intoxicación por CO”).
130
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La hemoglobina no es una inclusión, ya que se encuentra en forma permanente en los
eritrocitos, sí lo son sus pigmentos de degradación
Cuando la Hb se degrada da origen a los siguientes pigmentos:
 Hemosiderina: es de color pardo dorado. Se forma porque a los 120 días
aproximadamente los eritrocitos envejecen y son fagocitados por los
macrófagos del bazo.
En los macrófagos se encuentra la hemosiderina que
La ictericia es un
transporta el hierro proveniente de la Hb a la médula ósea
trastorno clínico
para su reutilización en la eritropoyesis.
que se produce
 Biliverdina: color verdoso. Se produce por descomposición
cuando hay
del grupo Hemo de la hemoglobina
exceso de
 Bilirrubina: es de color amarillo parduzco, no contiene hierro
bilirrubina en los
y le da color amarillo a la bilis que es secretada por el hígado
tejidos.
y concentrada en la vesícula biliar. Se forma por la reducción
de la biliverdina.
B- Melanina: presenta color café oscuro o negro, la encontramos en las células
de la piel y ojos, siendo producida por células llamadas melanocitos.
La melanina se encuentra ligada a una proteína estructural de unos gránulos
densos, elipsoides llamados melanosomas.
Datos:
 Las variaciones en el color de la piel que se observan en las diferentes razas
humanas, y por ejemplo en los lunares, depende del contenido de melanina.
 La melanina protege al hombre de la acción nociva de los rayos UV.
 La ausencia de melanina provoca una enfermedad denominada albinismo:
 Las personas albinas tienen piel rosada, ojos celestes muy claros, cabello
blanco y son fotosensibles.
La melanina no es considerada una inclusión en los melanocitos, ya que en dichas células
se encuentra en forma permanente.
C- Lipofucsina o lipocromo endógeno o ceroide: presenta color marrón, se
trata de fosfolípidos asociados a proteínas.
Son gránulos toscos e irregulares, aparecen en forma poco frecuente en individuos
jóvenes, pero debido a que aumentan con la edad se los llama “pigmento de
desgaste o envejecimiento”.
Representan cuerpos residuales formados por la permanencia de sustancias no
digeridas en el interior de los lisosomas, resultado de la autofagia* que la célula no
elimina.
Abundan en células musculares cardíacas (cardiocitos) y en neuronas, que de
acuerdo al ciclo celular son células perennes*, también en hepatocitos.
131
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Algunas definiciones:
o Autofagia: mecanismo por el cual los lisosomas digieren sus propios
componentes celulares, generalmente para su renovación
o Célula perenne: que no se divide, no hace mitosis.
 Inclusiones de pigmentos EXÓGENOS: se originan fuera del organismo.
A-
Carotenos: son de color naranja-amarillentos, son liposolubles por lo tanto le
confieren este color a la grasa corporal y se encuentran en diferentes vegetales.
Existen provitaminas en el grupo de los carotenos que una vez en el organismo se
trasforman en vitamina A.
B- Minerales: como las partículas de plomo y de plata.
C- Polvos: éstos penetran al organismo por vía respiratoria y pueden contener
pigmentos. Como el polvo de carbón proveniente del humo de la polución
atmosférica, en estos casos las partículas llegan hasta los alvéolos pulmonares y
son fagocitados por los macrófagos.
Esta acumulación de pigmentos ennegrece el tejido pulmonar y se denomina
antracosis.
D- Tatuajes.
3- INCLUSIONES DE ESTRUCTURAS CRISTALINAS
Algunas células contienen en el citosol cristales de proteínas, pero se desconoce su
significado.
 Cristales de Reinke: se encuentran en células de Leydig del testículo que son
las células endócrinas que producen la hormona testosterona. Están
constituidos por moléculas filamentosas cuyo significado se desconoce. Tienen
aspecto de red.
 Cristales o cuerpos de Russell: se encuentran en el RE de células plasmáticas
(plasmocitos) que son las productoras de inmunoglobulinas. Se cree que son
moléculas de inmunoglobulinas incompletas
 Partículas virales: los virus forman inclusiones cristalinas que se alojan en el
núcleo o citoplasma de las células que han infectado.
 En el riñón se observa acumulación de uratos monosódicos.
 También existen cristales de ferritina que causan hemosiderosis.
132
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS
Una de las características distintivas de las
células eucariotas respecto de las
procariotas es su alto grado de
compartimentalización. La presencia de
un núcleo bien diferenciado, con una
envoltura nuclear que confina el material
genético al interior del núcleo, es sólo un
aspecto de la separación espacial de
funciones dentro de la organización
celular. El citoplasma, a su vez, se
encuentra recorrido en todas direcciones
por un sistema de sacos, túbulos y
cisternas, cuyas paredes de membrana
ofician de límite entre la matriz
citoplasmática (“citosol”) y la luz o
cavidad
del
sistema
(“espacio
intraluminal”). Este conjunto de estructuras
membranosas, incluida la envoltura
nuclear, se conoce como
“Sistema de Endomembranas”.
Es uno de los compartimientos más voluminosos en que se divide la célula. Se
distribuye por todo el citoplasma y está compuesto por varios subcompartimientos:
túbulos, cisternas y sacos revestidos por membrana.
En algunos lugares la comunicación es directa, y en otros es mediada por vesículas
transportadoras. Estas nacen de un compartimiento y se transfieren a otro
mediante procesos que comprenden pérdida y ganancia de membranas.
Las vesículas transportadoras:
1- Brotan de la membrana de un compartimiento DONANTE.
2- Viajan por el citosol en busca de otro compartimiento llamado RECEPTOR, con
cuya membrana se fusionan.

Como consecuencia de esto una parte de la membrana y una parte del
contenido del compartimiento donante se transfieren respectivamente a la
membrana y al interior del compartimiento receptor.
 El compartimiento donante recupera la membrana perdida gracias a vesículas
recicladoras, que no tienen contenido, sólo membrana
133
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Este sistema divide al citoplasma en dos
compartimientos:
 Compartimiento luminal: incluye lo
que está por dentro del sistema de
endomembranas.
 Compartimiento citosólico:
involucra lo que está por fuera del
sistema de endomembranas → es el
citosol.
Respecto a sus membranas:
Debido a la selectividad de la misma,
hay diferencias de pH, iones, presión
osmótica, etc, dentro y fuera de este
sistema.
Cada membrana presenta dos caras: una citosólica y otra luminal.
La composición química de sus membranas es idéntica a la de la membrana
plasmática: es decir una bicapa de lípidos y proteínas con carbohidratos hacia la
cara luminal, siguiendo el modelo de mosaico fluido.
El tamaño de este sistema varía en las distintas clases de células, siendo de gran
tamaño en aquellas células que produzcan “proteínas de exportación” (ej: tejido
glandular: páncreas, hígado, tiroides, etc.)  Recordar diferenciación celular.
Los componentes del Sistema de Endomembranas son:
1. Membrana o envoltura nuclear.
2. Retículo Endoplasmático Rugoso (RER).
3. Retículo Endoplasmático Liso (REL).
4. Complejo de Golgi (con sus vesículas y vacuolas asociadas).
5. Endosomas.
6. Lisosomas.
7. Vesículas transportadoras y recicladoras que comunican a los anteriores.
 De estos componentes el principal es el Retículo Endoplasmático (es la gran
“fábrica” de la célula).
MEMBRANA NUCLEAR: como esta estructura forma parte del núcleo, la
estudiaremos cuando veamos el tema núcleo celular. Recordar que es doble y
tiene poros.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO: se distribuye por todo el citoplasma, desde el núcleo
hasta la membrana plasmática. Está compuesto por una red tridimensional de
sacos aplanados y túbulos comúnmente anastomosados entre sí y con el resto del
sistema de endomembranas.
134
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 A pesar de su extensión y de su morfología, posee una membrana continua y
una sola cavidad.
Funciones del RE: sostén mecánico, síntesis y distribución
intraluminal de sustancias, transporte iónico.
Comprende dos porciones caracterizadas por la presencia
o ausencia de ribosomas:
 El REL: no está revestido por ribosomas, se lo observa
“liso”.
 El RER: está revestido por ribosomas, lo que le da un
aspecto rugoso o granular.
Hay 2 tipos de
ribosomas, los que se
encuentran adheridos
al RER, y los que se
encuentran libres en
el citosol, pero tienen
la misma función.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO O AGRANULAR (REL)
Se encuentra constituido exclusivamente por una red de túbulos interconectados.
NO POSEE ribosomas adheridos, por lo tanto tampoco posee riboforinas (proteína
de anclaje para los ribosomas), y por lo tanto su función NO es la síntesis de
proteínas.
 Al M.O: NO se lo puede discriminar, pero se lo observa visualizando la actividad
de su marcador químico que es la glucosa-6-fosfatasa. Esta enzima es
desfosforilante, cataliza la hidrólisis de la glucosa-6-fosfato → glucosa + fosfato
inorgánico y permite así el paso de la glucosa a la circulación.
 Al M.E: se lo observa en disposición tubular y sin ribosomas adheridos.
Funciones del REL: es esencialmente la fábrica de lípidos de la célula, y en algunos
tipos celulares el REL cumple funciones adicionales:
135
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
1- Desfosforilación de la glucosa-6-fosfato: en la membrana del REL de los
hepatocitos se encuentra la glucosa-6-fosfatasa. Su función es extraer el fosfato de
la glucosa-6-P y dar glucosa libre. Ésta puede abandonar la célula y pasar a la
circulación sanguínea para ser utilizada como fuente de energía para los tejidos.
La glucosa-6-P proviene de la degradación de glucógeno depositado en el citosol
de los hepatocitos en forma de inclusiones. Esta enzima no existe en los miocitos.
2- Destoxificación: en los hepatocitos el REL contiene grupos de enzimas que
neutralizan sustancias tóxicas para la célula, algunas derivadas del metabolismo
normal y otras incorporadas desde el exterior (fármacos).
En esta función participa una familia de citocromos P450, quienes junto con las
enzimas convierten sustancias tóxicas en moléculas hidrosolubles que salen de la
célula y se eliminan con la orina con suma facilidad.
Comúnmente ocurren reacciones de:
 Oxidación: reacciones con oxígeno.
 Conjugación: reacción entre el metabolito + otra sustancia polar o hidrofílica.
3- Es el principal depósito de Ca+2 de la célula: la concentración de Ca+2 en el
citosol es muy inferior respecto a la que existe en el RE y en el líquido extracelular,
la diferencia se debe a las bombas de Ca+2 de la membrana del RE y de la
membrana plasmática. Ambas sacan el Ca+2 del citosol que pasa al REL o al
líquido extracelular. Obviamente el traslado del ión en sentido inverso es pasivo y
se produce a través de canales iónicos.
 Recordar que el aumento de Ca+2 en el citosol de la célula muscular lleva a
la unión del ión con la troponina C lo cual, finalmente, desencadena la
contracción.
4- Síntesis de esteroides:
a- En las glándulas suprarrenales: corticoides.
b- En gónadas:
*Testículo: testosterona.
*Ovario: estrógenos.
5- Flujo de membranas.
6- Provee la membrana para los autofagosomas: los organoides envejecidos se
eliminan de la célula mediante autofagosomas, quienes luego son degradados
por los lisosomas mediante autofagia.
7- Síntesis de lipoproteínas: en sangre los lípidos circulan unidos a proteínas, ambas
moléculas se ligan en el REL de los hepatocitos, donde se encuentran las enzimas
que catalizan la unión.
Este tema tiene relación con el colesterol. Como es una molécula hidrofóbica,
tanto él como sus ésteres circulan unidos a lipoproteínas.
136
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El colesterol-LDL o lipoproteína de baja densidad (LDL = low density lipoprotein), es
un compuesto lipoproteico originado en el REL de las células hepáticas.
 La hipercolesterolemia familiar es una enfermedad causada por una mutación
del gen que codifica el receptor del colesterol-LDL, dicho receptor resulta
defectuoso o está ausente, entonces el colesterol no ingresa en las células y su
concentración se eleva en sangre lo que produce cuadros de arterioesclerosis (se
tapan las arterias).
Existe otra variedad: el colesterol-HDL o lipoproteína de alta densidad (HDL = high
density lipoprotein) cuya característica es transportar relativamente poco
colesterol.
Importancia del REL: es un organoide muy desarrollado en células de algunos
órganos endócrinos, en hepatocitos y células musculares.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO O GRANULAR (RER)
Está constituido por un sistema de sacos aplanados con ribosomas adheridos del
lado citoplasmático de sus membranas, por lo tanto se lo ve “rugoso”.
La membrana del RER posee glicoproteínas transmembranarias llamadas
riboforinas I y II, que actúan como receptores y permiten la unión de los ribosomas
a través de la subunidad mayor.
Lo encontramos en todas las células, pero abunda en aquellas que se encuentran
en activa síntesis de proteínas, como la de los ácinos pancreáticos y las glándulas
salivales, por ejemplo.
Su desarrollo se da en las células más diferenciadas, no en las embrionarias donde
predominan los ribosomas libres.
Junto a los ribosomas que se encuentran libres en el citoplasma forma una zona
basófila que se llama ergastoplasma o sustancia basófila o cromidial y en las
neuronas sustancia tigroide o de Nissl.
En las células secretoras que son polarizadas se ubica en el citoplasma basal.
 Al M.O: se observa el ergastoplasma como área basófila, coloreado con
colorantes básicos tipo azul de toluidina y representa al RER junto a los ribosomas
libres.
 Al M.E: se lo observa como retículo de membranas con los ribosomas unidos a la
superficie citosólica de los túbulos y cisternas.
*También se lo puede identificar con el test de Brachet, que consiste en tratar el
tejido con ribonucleasa (ARNasa).
137
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
FUNCIONES:
1- Efectúa la síntesis de proteínas de exportación, para las membranas celulares o
para la constitución de otros organoides.
2- Efectúa el envío de las proteínas al aparato de Golgi en las vesículas de
transferencia.
3- También glicosida algunas proteínas, forma proteoglicanos por ejemplo.
Importancia: es más desarrollado en aquellas células que sintetizan proteínas de
exportación.
 Las proteínas que se sintetizan en el RER, son proteínas:
 De exportación: salen fuera de la célula.
 Para la membrana plasmática y para las membranas intracelulares.
 Que actúan como enzimas lisosómicas.
La secuencia de la síntesis de una proteína de exportación es:
1- Transcripción en el núcleo.
3- Transferencia al aparato de Golgi.
2- Traducción en el RER.
4- Exocitosis.
 En cambio, las proteínas que se sintetizan en ribosomas
libres, son proteínas:
 Que quedan libres en el citosol.
 Que están destinadas al interior de alguna organela:
o proteínas del núcleo.
o proteínas de la mitocondria.
o proteínas del cloroplasto
o proteínas del peroxisoma.
138
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
PROCESO DE SÍNTESIS PROTEICA
Toda proteína comienza a sintetizarse cuando un ribosoma libre en el citosol lee
una molécula de ARNm (traducción), y comienza a producir la proteína mediante
el ensamblado (polimerización) de los aminoácidos correspondientes. La proteína
va emergiendo del ribosoma por su extremo -NH2 terminal.
 Si la proteína debe quedar en el citosol (ej tubulina), la misma no posee
ninguna señal específica.
 Si la proteína debe ir al interior de la mitocondria, peroxisoma, o núcleo, se
terminará de traducir en el ribosoma libre y luego será enviada a su destino
porque se reconoce al “péptido señal” que es el conjunto de
aproximadamente 30 aa que posee en el extremo por el que emerge y que
tiene la información de “a dónde le toca ir, a dónde pertenece esa
proteína”.
 Si la proteína es de exportación, intramembranaria o es una enzima
lisosomal, entonces el péptido señal indicará que debe ir al RER a continuar
la síntesis, por lo que el ribosoma completo debe viajar, con la proteína a
medio sintetizar, hacia el mismo y anclarse allí, a través de la riboforina
(proteína transmembrana del RER que actúa como receptor y anclaje del
ribosoma) y por su subunidad mayor.
La molécula que reconoce y “lee” al péptido señal apenas éste emerge del
ribosoma, es la PRS (partícula de reconocimiento de la señal), la cual se une al
péptido señal a través de una molécula llamada NAC. Así es como el PRS lleva a la
proteína + el ribosoma hasta el RER, dónde hay un Receptor para el mismo 
Receptor del PRS.
 El PRS es un complejo ribonucleoproteico formado por 6 proteínas + un ARNpc.
Además de conducir el ribosoma hacia el RER, la PRS unida al péptido señal
interrumpe el crecimiento de la proteína, lo cual evita que se plieguen los primeros
tramos antes de su incorporación al RER.
Cuando el ribosoma se adhiere a la riboforina, la PRS se desprende del péptido
señal y se reanuda la síntesis proteica, volviendo la PRS al citosol, quedando
disponible para su reutilización.
El extremo animo de la proteína cruza la membrana del RER por un túnel proteico
vecino a la riboforina. De esta manera se ancla al ribosoma y transloca a la
proteína a través del túnel, llamado translocón.
139
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Las proteínas destinadas a la cavidad del RER, poseen sólo UN péptido señal
localizado en el extremo –NH2 de la molécula.
En cambio las que se insertan en la membrana del organoide contienen un
péptido señal cercano al extremo amino y otras señales adicionales en la
proteína cuyo número depende de la cantidad de veces que la proteína cruza
la bicapa lipídica
APARATO DE GOLGI
Este organoide constituido 100% por membranas y con forma de “platos o
monedas apilados” fue descubierto por Camilo Golgi en 1898 con técnicas de
impregnación argéntica (tinción con sales de Plata).
En una célula idealizada, una célula tipo, el Golgi se halla entre el RE y la
membrana plasmática, con los endosomas y lisosomas situados entre ésta y el
complejo.
Lo podemos encontrar:
 En neuronas es perinuclear.
 En células secretoras polarizadas se ubica en citoplasma apical.
 No existe Golgi en los glóbulos rojos.
Por medio de vesículas transportadoras las moléculas provenientes del RE alcanzan
el complejo de Golgi, lo recorren, se desprenden de él y arriban a la membrana
140
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
plasmática o a los endosomas. Estos flujos comprenden moléculas membranosas y
luminales.
Algunas moléculas son sintetizadas directamente en el Golgi, sin la intervención del
retículo endoplasmático.
EL Golgi está integrado por una o varias unidades funcionales llamadas
DICTIOSOMAS.
Cada dictiosoma está integrado por:
1- Una red cis formada por numerosos sacos y túbulos interconectados.
2- Una cisterna cis, conectada con la red cis.
3- Una o más cisternas medias independientes, no están conectadas entre sí ni con
el resto de los componentes.
4- Una cisterna trans conectada con la red trans.
5- Una red trans similar a la red cis.
La cara de entrada del dictiosama sólo recibe vesículas transportadoras provenientes
del RE
Los dictiosomas presentan características morfológicas constantes: forma curvada
con la cara convexa mirando al núcleo y la cara cóncava hacia la membrana
plasmática.
La primera se llama: cara de entrada o CIS, cara proximal, o inmadura y también
se llama “de formación” porque forma los gránulos de secreción. A esta se asocian
las vesículas de transferencia o de transporte.
La otra cara de salida o TRANS, cara distal, o madura: está alejada del núcleo y
rodea a una zona de donde salen las vesículas secretorias, por eso también se
llama de “secreción”. A esta se asocian las vacuolas de condensación que se
desprenden del Golgi y originan los gránulos de secreción.
141
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La dirección del tránsito de una proteína o lípido en formación es CIS  TRANS:
Como la red cis y la cisterna cis forman un solo compartimiento, las moléculas
incorporadas a la membrana y a la cavidad del organoide circulan de la red a la
cisterna por simple continuidad, en cambio para pasar de la cisterna cis a las
cisternas mediales y de éstas a la cisterna trans, las moléculas usan vesículas
transportadoras. Estas nacen en el borde de la cisterna cis y luego de un corto
tránsito por el citosol se incorporan al borde de la cisterna media contigua, lo
mismo ocurre entre las sucesivas cisternas medias y entre la última de ellas y la
cisterna trans. El recorrido se completa cuando las moléculas llegadas a la cisterna
trans pasan a la red trans por simple continuidad.
Para pasar el contenido entre la cara cis, la medial y la trans se emplean las
vesículas transportadoras debido a que no hay continuidad entre ellas
Las moléculas que arriban a la red trans son transferidas mediante vesículas
transportadoras a:
a- La membrana plasmática: las moléculas del interior de la vesícula se vuelcan
fuera de la célula o sea son secretadas (por exocitosis) y las membranas se
integran a la membrana plasmática. La exocitosis podía ser: constitutiva o
regulada.
b- Los endosomas: cuando el contenido de la vesícula son enzimas hidrolíticas (o
lisosomales), la misma vuelca ese contenido en la luz del endosoma, que se
transformará entonces en LISOSOMA.
Todas las estructuras que forman el Golgi están rodeadas de membrana
El único caso en que las vesículas viajan en dirección TRANS  CIS, es cuando
están vacías, y esto se hace sólo para “devolver” membrana a la región cis para
que ésta no se consuma. Estas vesículas se llaman recicladoras.
El Golgi:
Al M.O: se lo observa de dos maneras:
- Detectando la actividad de enzimas marcadoras como la glucosiltransferasa.
- Con la técnica de impregnación argéntica.
Al M.E: se lo observa como cisternas o sacos aplanados en forma de discos
apilados, denominados dictiosoma.
FUNCIONES:
Lo que hace el Golgi es básicamente tomar lo productos provenientes de RE y continuar y
finalizar el procesamiento, ya sea agregado de glúcidos (glicosilación) para formar
glucolípidos y glucoproteínas, agregado de fósforo (fosforilación), cortar la molécula para
hacerla activa (hidrólisis), etc. Decimos usualmente que el Golgi “recibe, produce,
empaqueta y distribuye”.
142
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
1- Recepción de las vesículas de
transferencia del RE por su cara
proximal.
2- Participa en el flujo de
membranas: es decir en la
fabricación, reparación y reciclado
de las membranas para su
utilización.
Ejemplo de agregados y remociones de moléculas en un
oligosacárido a medida que pasa por las sucesivas cisternas
del Golgi
Recordemos
que
las
vesículas de transferencia se incorporan a la cara cis y suplen la pérdida de
membranas que se producen en la cara trans de donde se desprenden las
vacuolas de condensación.
3- Participa en la biogénesis de los lisosomas, destacándose la diferenciación del
acrosoma (un lisosoma particular) situado en la cabeza de los espermatozoides.
4- Participa en la exocitosis: durante la exocitosis la vesícula transportadora expulsa
su contenido fuera de la célula para lo cual debe ocurrir la fusión de la membrana
de la vesícula con la membrana plasmática y la descarga del contenido vesicular
en el exterior.
Atención!
Recordemos que de acuerdo al ritmo secretorio podemos tener:
 Secreción continua o CONSTITUTIVA: los se descargan a medida que se
elaboran, NO se aculuman en la célula. Ej.: glicoproteínas producidas en el
hepatocito, componentes de la saliva, etc.
 Secreción discontinua o REGULADA: los productos se almacenan en la célula
luego de sintetizados, y sólo se liberan frente a la llegada del estímulo adecuado.
Ej.: secreción de gránulos de zimógeno por el páncreas, previo almacenamiento
en el citoplasma.
zimógeno: un zimógeno o proenzima es un precursor enzimático inactivo, es decir, no cataliza
ninguna reacción todavía. Para activarse, necesita de un cambio bioquímico en su estructura.
143
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Vesícula
Transportadora
DATO:
 Las moléculas sintetizadas en el RE y Golgi se dice que están contenidas en
gránulos o vesículas “secretorias” cuando están acumuladas en el
citoplasma, o sea cuando la exocitosis es regulada.
 Cuando están próximos a la membrana para salir por exocitocis continua o
constitutiva se llaman vesículas “transportadoras”.
 Recordar: el Golgi está más desarrollado en las células secretorias. Ej.: en los
plasmocitos que secretan anticuerpos para la defensa del organismo, o en las
células de los ácinos pancreáticos que producen enzimas digestivas y también
hormonas como la insulina.
144
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
ENDOSOMAS
El compartimiento endosómico (o receptosoma) es un complejo heterogéneo de
vesículas y túbulos membranosos que se ubica entre la membrana plasmática y el
aparato de Golgi, en lo que sería la región perinuclear.
Esto corresponde a la zona de tránsito celular: por allí circulan receptores y
ligandos.
Están formados por una membrana simple en la cual poseen una bomba de
protones (H+) que los ingresa al lumen en contra del gradiente, lo que hace que el
mismo sea ácido (recordar: a mayor concentración de H+, menor pH  acidez). El
pH del endosoma está entre 5,5 y 6,5.
Dibujamos:
Encontramos dos tipos de endosomas:
 El endosoma TEMPRANO o PRIMARIO se halla próximo a la membrana
plasmática y recibe el material captado por pinocitosis. Él decide si lo que ingresó
sirve o no. En este último caso, lo liberará al endosoma tardío para su posterior
degradación.
En los endosomas tempranos o primarios el contenido ácido hace que se libere el
receptor que estaba ubicado en la membrana plasmática de la molécula que
había sido incorporada. → El receptor se recicla volviendo a la membrana
plasmática para repetir su función.
 En el endosoma TARDÍO o SECUNDARIO el pH es aún más ácido ya que actúa
aún más la bomba de protones ingresándolos al lumen. Se halla próximo al Golgi.
A él le llega el material proveniente de los endosomas tempranos (cuando no
sirva) así como directamente lo que entró por fagocitosis (que nunca sirve ya que
recordemos que éste es un mecanismo de defensa).
El endosoma secundario está destinado a transformarse en LISOSOMA: le llegan las
enzimas hidrolíticas, desde el Golgi y se produce la digestión intracelular del
material que contienen.
145
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El pH 6 del endosoma permite que los ligandos se separen de sus receptores, en
tanto que el pH 5 de los lisosomas es óptimo para la acción de las enzimas
hidrolíticas.
El pH 7,2 del citosol no es óptimo para la acción de las enzimas lisosomales.
ENTONCES: los endosomas permiten la entrada del ligando a la célula evitando
la inmediata fusión con los lisosomas, a diferencia de los fagocitos que llegan
directamente a ellos. También están conectados con el Golgi interviniendo en el
reciclaje de ciertos receptores y ligandos.
Se caracterizan por:
 No poseer enzimas degradativas  esto lo diferencia del lisosoma.
 No poseer clatrina.
 Su interior tiene pH ácido  esto es una similitud con el lisosoma, si bien el pH
del endosoma temprano no es tan ácido como el del lisosoma.
Recordar:
Los endosomas secundarios son organoides destinados a recibir enzimas hidrolíticas
provenientes del complejo de Golgi, así como el material ingresado a la célula por endocitosis,
cuando suman ambos contenidos se transforman en lisosomas.
146
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
¡Integramos!
PROCESO DE SECRECIÓN CELULAR
Es el mecanismo por el cual se secretan las proteínas de exportación y las enzimas
de lisosomas y peroxisomas.
Las proteínas sintetizadas en el RER o los lípidos sintetizados en el REL son recibidos
por el Golgi y excretados al espacio extracelular por exocitosis.
Participan en este proceso:
- ADN.
- ARN.
- RER.
- Golgi.
- Membrana plasmática.
- ATP (mitocondrias).
- Citoesqueleto.
Se toma como modelo de célula secretora, la célula acinosa pancreática, donde
distinguimos las siguientes etapas:
1- Ribosómica: ocurre la síntesis proteica. Hay participación de chaperonas.
2- Cisternal o intraluminal: involucra el transporte de proteínas hacia la luz del RER.
3- De transporte intracelular: la proteína es transportada desde el RER a la cara cis
del Golgi a través de las vesículas de transferencia y recorre las cisternas hasta
alcanzar las vacuolas de condensación.
4- De concentración de la secreción: la vacuola de condensación se transforma
en gránulo de zimógeno. También puede verse como un empaquetamiento y a
estas vacuolas se las llama condensantes.
5- De acumulación intracelular: los gránulos de zimógeno se almacenan
temporalmente en el citoplasma apical, como gránulos o vesículas secretorias.
6- Exocitosis: los productos de secreción rodeados por membranas aportadas por
el Golgi se aproximan a la membrana plasmática y se descargan por el
mecanismo de exocitosis.
 La etapa 5 se omite cuando la secreción es continua y a estas vesículas en
lugar de secretorias se las llama transportadoras.
¿Qué es un gránulo de zimógeno?
El zimógeno es un precursor inactivo que se convierte en la enzima activa por acción
de ácidos, de otra enzima o por otros medios. También se le dice “pro-enzima”.
147
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
VESÍCULAS TRANSPORTADORAS
El diámetro de las vesículas transportadoras es de 50 a 200 nm, (la medida mayor
corresponde a las vesículas secretorias). Los fagosomas suelen ser aún más
voluminosos.
Todas las vesículas transportadoras adquieren una cubierta proteica durante su
formación.
Existen dos clases de cubiertas: las de CLATRINA y las de COATÓMERO. Ambas se
vinculan con el proceso de formación de las vesículas y se estima que proveen
una fuerza mecánica que succiona a la membrana plana hacia el citosol. Primero
en cada área de succión se forma una fosita, que se convierte en vesícula
cuando se desprende de la membrana originaria.
 Las vesículas transportadoras que adquieren cubiertas de CLATRINA (del griego
kleter enrejado de varillas) son:
1- Las vesículas producidas durante la endocitosis.
2- Las vesículas que nacen en la cara de salida del complejo de Golgi y se hallan
destinadas a los endosomas.
3- Las vesículas nacidas en la cara de salida del complejo de Golgi y que se hallan
destinadas a la membrana plasmática, aunque sólo las correspondientes a la
secreción regulada.
 En cambio, adquieren la cubierta de COATÓMERO:
1- Las vesículas nacidas en el RE que se hallan destinadas a la cara de entrada del
Golgi.
2- Las que conectan las cisternas del Golgi entre sí.
3- Las vesículas nacidas en la cara de salida del complejo de Golgi y que se hallan
destinadas a la membrana plasmática, aunque sólo las correspondientes a la
secreción constitutiva.
4- Las vesículas recicladoras.
148
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La cubierta de clatrina se forma por la asociación de un número variable de
unidades proteicas denominadas TRISQUELIONES.
El trisquelión posee tres brazos flexibles, doblados hacia un mismo lado. Para
generar las vesículas los trisqueliones se ensamblan entre sí hasta formar un
poliedro.
La presencia de trisqueliones sobre la cara citosólica de una membrana le confiere
la fuerza mecánica que provoca su invaginación, inicialmente se forma una fosita,
la cual se convierte en vesícula que finalmente se desprende de la membrana y se
libera en el citosol.
La cubierta de clatrina se desarma apenas se forma la vesícula, porque los
trisqueliones se liberan y pueden ser vueltos a utilizar.
Los trisqueliones se conectan con el dominio citosólico de los receptores que
corresponden a los materiales que serán transportados.
Como los dominios citosólicos de esos receptores son distintos entre sí y todos los
trisqueliones son iguales, deben conectarse mediante unas moléculas
intermediarias específicas llamadas ADAPTINAS. Son proteínas heterodiméricas que
poseen dos dominios funcionales uno para el trisquelión y otro para el receptor. La
unión de los trisqueliones a la membrana de las vesículas depende de una clase
especial de proteína ARF.
Cuando las vesículas se desprenden de sus cubiertas de clatrina, los ARF y las
adaptinas igual que los trisqueliones quedan libres en el citosol y pueden ser
vueltos a usar.
149
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Las cubiertas de coatómero se forman cuando numerosos complejos moleculares,
cada uno compuesto por varias proteínas llamadas COP (coat protein) se colocan
sobre la cara citosólica de una membrana plana. Cada complejo se liga a la
membrana de las vesículas por intermedio de la proteína ARF.
La ARF contiene un GDP y un ácido graso oculto en el interior de la molécula,
cuando el GDP es intercambiado por GTP, el ácido graso emerge de la molécula
e inserta a la ARF y al coatómero en la membrana.
También los coatómeros se anclan en la membrana directamente ya que se
conectan con el dominio citosólico del receptor membranoso específico de la
molécula que va a ser transportada, hecho que es posible porque ese dominio es
igual en todos los receptores.
Entonces: la ARF determina cuándo y dónde debe formarse la vesícula y recluta a
las COP, que son las que deforman la membrana, a medida que se construye la
cubierta succiona a la membrana hacia el citosol, lo que genera una fosita y
luego una vesícula.
Una vez formada la vesícula la cubierta de coatómero se desarma y las ARF y las
COP pasan al citosol para ser reutilizadas. La salida se produce porque el GTP de
las ARF es hidrolizado a GDP.
Cada compartimiento del sistema de endomembranas contiene un conjunto
particular de moléculas membranosas y luminales, distintas de las de otros
compartimientos. Estos compartimientos se vinculan entre sí y con la membrana
plasmática mediante vesículas transportadoras.
La pregunta es: ¿Cómo hace una vesícula transportadora que emerge de la
membrana de un compartimiento donante para encontrar la membrana del
compartimiento receptor con la que debe fusionarse y no se extravía en un
medio tan lleno de membranas como es el citoplasma?
150
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Existen mecanismos que aseguran su llegada a la membrana correcta, dependen
de receptores complementarios:
 Uno perteneciente a la membrana donante: V-SNARE (v = vesícula) y
 Otro a la membrana receptora: T-SNARE (t = target).
Los t-SNARE son retenidos en las membranas de los compartimientos, mientras que
los v-SNARE salen de ellos integrando la membrana de las vesículas
transportadoras. Estos pueden actuar una vez que se desprende la cubierta
proteica de la superficie de las vesículas.
Dada la especificidad del sistema para cada par de compartimientos
donante/receptor existe una pareja particular de SNARE complementarios, por ello
durante el traslado de una vesícula (que lo realiza el citoesqueleto), el v-SNARE
debe tantear a numerosos t-SNARE antes de encontrar a su complementario.
La unión entre el v-SNARE y el t-SNARE complementarios depende de una proteína
llamada RAB.
Además para que se unan las membranas interactuantes se necesitan cuatro
PROTEÍNAS FUSÓGENAS que residen en el citosol: tres llamadas SNAP y una llamada
NSF (es una ATPasa).
La fusión de membranas consume energía que es provista por un ATP hidrolizado
por la ATPasa del NSF.
SNAP y NSF regresan al citosol y pueden ser reutilizadas, el v-SNARE se integra a una
vesícula recicladora y retorna al compartimiento donante (ahora receptor), al que
identifica porque la membrana de éste posee un t-SNARE complementario.
Durante el reciclaje los compartimientos invierten sus roles
151
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
LISOSOMAS
Son organoides citoplasmáticos polimórficos pertenecientes al sistema de
endomembranas. Ya vimos antes que se forman cuando al endosoma secundario
le llega:
 MATERIAL para digerir (desde el endosoma primario o desde una vesícula
fagocítica)
 ENZIMAS LISOSOMALES (se las manda el GERL, la “zona del Golgi que
relacionada al RE, produce Lisosomas”) marcadas con Manosa-6-fosfato.
Entonces están constituidos por una membrana
lipoproteica simple en cuyo interior existen enzimas
hidrolíticas o hidrolasas ácidas encargadas del
proceso de digestión de materiales intra y
extracelulares. Heredaron del endosoma secundario
una bomba de protones en su membrana, que
acidifica el pH hasta 5 aproximadamente: el pH
necesario para que actúen las enzimas.
Los lisosomas miden aproximadamente entre 0,2 a 0,8
micras.
ENZIMAS HIDROLASAS ÁCIDAS
 ¿Por qué hidrolasas?
Porque degradan, hidrolizan o catabolizan sustancias biológicas a moléculas más
pequeñas, con la incorporación de agua.
Se considera que este proceso degradativo provee de nutrientes para la célula.
 ¿Por qué ácidas?
Porque actúan a un pH ácido (aproximadamente pH=5) que es mantenido gracias
a una bomba de protones dependiente de ATP que lleva los H+ desde el citosol
hacia el interior del lisosoma.
Estas enzimas son de lo más variadas, ya que el lisosoma debe tener la capacidad
de digerir gran cantidad de sustancias. Se han identificado alrededor de 50
hidrolasas ácidas. Algunos ejemplos son:
 Proteasas y peptidasas: colagenasa, catepsina (la catepsina es una
endopeptidasa).
152
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Nucleasas: ribonucleasa, desoxirribonucleasa, fosfatasa ácida.
 Hidrolasas de los carbohidratos de glicoproteínas y glicolípidos: α–
manosidasa, α-galactosidasa, β–glucosaminidasa, glucosidasas.
 Hidrolasas de lípidos: esterasa, esfingosidasa, lipasas, fosfolipasas
 Otras hidrolasas: lisozima, hialuronidasa.
Estas enzimas tienen la propiedad de no salir al exterior ya que la membrana del
lisosoma es de gran estabilidad y resistente a las enzimas en condiciones
normales*, esto asegura que el proceso digestivo ocurre solamente en el interior
del lisosoma.
*La membrana es resistente ya que posee un revestimiento interno (sobre la cara luminal) de
oligosacáridos especiales, que se encuentran formando parte de glicoproteínas  recordemos que
es el glucocáliz reviste a la membrana plasmática por fuera y al sistema de endomembranas por
dentro.
Se cuenta así con un mecanismo protector para el resto de la célula frente al
poder destructivo de las hidrolasas  Si la membrana lisosomal se rompiera, las
enzimas escapadas no afectarían a los demás componentes celulares debido a
que se inactivarían al tomar contacto con el citosol cuyo pH aproximado= 7,2.
Todas las enzimas lisosomales son glicoproteínas y se sintetizan en los ribosomas adheridos al
RER.
Las enzimas lisosómicas se sintetizan en el RE y se marcan con MANOSA-6-FOSFATO,
(M6P) en la cara Cis del Golgi. Luego son seleccionadas en la cara Trans mediante
receptores ubicados en la membrana luminal que reconocen a la manosa-6fosfato.
Las enzimas son empaquetadas en vesículas transportadoras (antiguamente
llamados “lisosomas primarios”) y tienen como destino final los endosomas tadíos.
ENTONCES: La M6P es la responsable de transportar las enzimas hidrolíticas desde
la cara Cis a la cara Trans del Golgi, donde el receptor específico permite que las
enzimas sean empaquetadas en vesículas de transporte y llevadas mediante
transporte dependiente de receptores hacia los endosomas tardíos, en lugar de
ser secretadas por exocitosis como ocurriría normalmente.
Las enzimas se mantienen ancladas en la membrana del endosoma sólo
transitoriamente porque se desprenden de los receptores de manosa-6-fosfato
cuando el pH del organoide baja, lo cual ocurre al activarse la bomba de
protones. La manosa-6-fosfato regresa a la región de salida del complejo de Golgi
 este reciclaje hace posible la reutilización de los receptores.
 Algunos tipos celulares como el epitelio del epidídimo tienen receptores de M6P
en la membrana plasmática con el fin de captar hidrolasas ácidas del medio
extracelular.
153
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
¿Y qué sucede dentro del lisosoma? En el interior de los lisosomas las proteínas y los
hidratos de carbono son digeridos a dipéptidos y monosacáridos. Estos y otros
productos de degradación atraviesan la membrana lisosómica y pasan al citosol,
donde terminan de digerirse o se aprovechan para construir nuevas moléculas.
Culminadas sus funciones las enzimas lisosómicas también pasan al citosol, donde
son degradadas por los PROTEASOMAS. Finalmente, libres de las enzimas y del
material digerido, los lisosomas se reconvertirían en endosomas.
 Encontramos lisosomas en: protozoarios, células vegetales y animales (excepto
en el Glóbulo Rojo  ¿Por qué?).
Son especialmente abundantes en leucocitos polimorfonucleares neutrófilos y en
macrófagos, con importantes funciones de defensa. Ambos ejemplos son tipos de
glóbulos blancos, que realizan activa fagocitosis. Recordemos que en bacterias no
existen lisosomas.
La principal característica de los lisosomas es el polimorfismo: presentan tamaño,
estructura interna y formas muy diversas debido a la variedad de material
154
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
endocitado y también a la variada composición de hidrolasas en los distintos tipos
celulares. Esto dificulta su identificación.
 AI M.O: Se los puede visualizar mediante técnicas histoquímicas
detectando su enzima marcadora que es la fosfatasa ácida por técnica de
Gomori. También se los puede teñir con tinta china en las células fagocíticas.
 AI M.E: Se ven como cuerpos densos electrónicamente y rodeados por una
membrana única.
FUNCIONES
En general es efectuar digestión intra y extracelular.
Los materiales a ser digeridos en el lisosoma, cuando hablamos de digestión
INTRACELULAR -la más común-, provienen de CUATRO POSIBLES RUTAS:
1. Macromoléculas incorporadas del medio externo por pinocitosis: van a
endosomas tempranos, si el material no sirve van luego al endosoma tardío y luego
son digeridos por las hidrolasas.
2. Partículas o microorganismos que son incorporados por fagocitosis, conducidos
directamente a endosomas tardíos y luego digeridos.
3. Eliminación de partes de la propia célula (“AUTOFAGIA”). Ej.: la mitocondria
para ser digerida primero debe ser rodeada por membrana proveniente del REL y
luego digerida por acción hidrolítica. *Recordemos que es el REL quien provee de
membranas a los autofagosomas.
Componentes celulares que participan de la formación del autofagosoma y del
fagolisosoma
155
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El autofagosoma sigue el mismo camino que el fagosoma, es decir se fusiona con
un endosoma secundario, el cual se convierte en fagolisosoma al recibir las
enzimas hidrolíticas de Golgi.
4. Entrada de proteínas del citosol (es decir no endocitadas) directamente a los
lisosomas para su degradación. Esta clases de lisosomas cuenta con un receptor
membranoso especifico llamado LGP96 (glicoproteína lisosomal) que reconoce a
la proteína, la cual ingresa por medio de un translocón, ayudada por dos
chaperonas de la familia hsp 70, una citosólica (que desenrollaría a la proteína) y
otra luminal (que la impulsaría a entrar).
EL LISOSOMA PUEDE HACER TANTO DIGESTIÓN INTRACELULAR COMO EXTRACELULAR
 DIGESTIÓN INTRACELULAR: de los propios componentes celulares y tisulares. Se
puede hablar de varios subtipos:
 Heterofagia: Se digiere material que ingresó a la célula por endocitosis. Las
células responsables de este mecanismo de defensa son los macrófagos del
tejido conectivo y los leucocitos polimorfonucleares de la sangre (células
fagocíticas).
 Autofagia: Permite renovar los elementos celulares. También recurre a ella
cuando se ve privada de nutrientes y necesita vivir de sus propios recursos
(situación que se da durante el ayuno prolongado), lo cual puede llevarla a su
propia destrucción.
Ejemplos de Autofagia: regresión postlactancia de la glándula mamaria,
renovación de mitocondrias envejecidas, en la reducción de los tejidos del útero
después del parto  El útero en el momento del parto pesa aproximadamente 2 kilos y luego
del mismo debe volver a su peso normal de 70g.
 Microautofagia: Se produce degradación del material proveniente del citosol
(de menor tamaño).
 Crinofagia: por este proceso se degradan los gránulos de secreción que se
han producido en exceso, los cuales se vuelven inútiles cuando la secreción
deja de ser estimulada.
 DIGESTIÓN DE MATERIAL EXTRACELULAR: se produce cuando las enzimas
lisosómicas se liberan por exocitosis al medio extracelular
NORMALMENTE esto ocurre:
 Durante el desarrollo embrionario de algunos órganos  se lleva a cabo la
“muerte celular programada” o “apoptosis” en algunos tejidos, a medida otros
crecen.
156
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 En el adulto en los osteoclastos, que son células que actúan en la resorción
ósea, durante el crecimiento.
Osteoclasto: es una célula multinucleada gigante cuya función es reabsorber y eliminar
tejido óseo, esto se traduce en un aumento de la resorción del hueso y liberación de
sales de calcio y fósforo hacia el líquido extracelular. Es decir que el osteoclasto va
“comiendo hueso” (liberando sus enzimas lisosomales hacia la MEC) mientras por detrás
suyo el osteoblasto va sintetizando matriz ósea nueva, y así el hueso se va renovando.
 En el espermatozoide: esta célula posee un lisosoma gigante especializado
llamado acrosoma que contiene acrosina y hialuronidasa. Estas enzimas,
liberadas al exterior mediante la “reacción acrosomal”, permiten digerir parte
de la membrana del óvulo formada por ácido hialurónico, por lo tanto el
acrosoma permitiría la fecundación del óvulo.
PATOLÓGICAMENTE ocurre:
 En la artritis reumatoidea y en la gota (artritis gotosa) donde se producen
alteraciones articulares. Tiene lugar cuando los cartílagos de las articulaciones
son erosionados por los lisosomas, mediante un mecanismo de autoinmunidad.
CLASIFICACION DE LISOSOMAS
NOTA: La clasificación en lisosomas primarios y secundarios, es una clasificación perimida; no
obstante puede aparecer en algunos libros de texto.
Ahora preferimos decir:
 Vesícula o vacuola conteniendo hidrolasas ácidas (ex lisosomas primarios): es la
vesícula que sale del GERL y va dirigida al endosoma tardío con las enzimas
lisosomales.
 Lisosomas (ex lisosomas secundarios): los endosomas tardíos, quienes se
transforman en lisosomas gracias a la llegada de las hidrolasas ácidas, del material
a digerir y de la acidificación del lumen hasta pH=5
Según el tipo de digestión que estén haciendo, los lisosomas también pueden
llamarse:
 Heterofagosoma o fagolisosoma: es el que ha actuado sobre un fagosoma o
material extraño incorporado a la célula por endocitosis
 autofagosoma o vacuola autofágica o citolisosoma: es el lisosoma que ha
actuado sobre un componente propio de la célula.
 Grandes vacuolas digestivas: es el lisosoma que digiere partículas grandes.
Ejemplo: una bacteria.
 Cuerpo residual: es el lisosoma que se forma por una digestión incompleta y
contienen restos de sustancias.
 Cuerpos multivesiculares: contienen gran cantidad de estructuras vesiculares
de 50 nm aproximadamente (lisosoma que hace crinofagia)
157
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
PROTEASOMA
La célula cuenta con dos dispositivos para degradar a las proteínas fabricadas en
su propio citoplasma, es decir las no endocitadas. Uno comprende a los lisosomas
y el otro actúa en el citosol y se denomina proteasoma.
Su función es opuesta a la de los ribosomas, es decir, degrada a proteínas
citosólicas cuando se han plegado mal, se han dañado o han concluido su
función.
Estructura: pared formada por un complejo enzimático de proteasas + conducto
central donde se degrada la proteína.
Proceso: Para ingresar en el proteasoma, las proteínas destinadas a desaparecer
deber ser marcadas por otra proteína llamada ubiquitina  la ubiquitina es la
“sentencia de muerte” de la proteína
Una vez degradada los oligopéptidos resultantes pasan al citosol para su
reutilización. Es un proceso que consume ATP. El proteasoma es reutilizable.
INTERÉS MÉDICO DE LOS LISOSOMAS
1) La liberación descontrolada de las enzimas lisosomales puede atacar los
componentes extracelulares y esto explica aquellas patologías donde se observa
una inflamación aguda en los tejidos. Se trata de enfermedades producidas por
sustancias externas que promueven la liberación de las hidrolasas con fibrosis
colágena. Ejemplo: artritis, gota, neumoconiosis como la silicosis y enfermedades
autoinmunitarias en general (lupus, esclerodermia).
Algunos conceptos:
 Fibrosis: aumento y neoformacion de tejido conectivo por aumento en la síntesis de
colágeno.
 Artritis: inflamación de las articulaciones
 Gota: artritis ocasionada por aumento del ácido úrico.
 Neumoconiosis: reacción fibrosa, crónica del tejido broncopulmonar producida por la
inhalación de polvo o partículas. Ejemplos:
o Silicosis: neumoconiosis producida por la inhalación de polvo de piedras, arena o
vidrio de sílice o sus sales (silicatos)
o Antracosis: forma de neumoconiosis producida por la inhalación de polvo de
carbón, donde los pulmones y los ganglios linfáticos regionales se presentan muy
ennegrecidos.
o Asbestosis: neumoconiosis producida por la inhalación de partículas de asbesto
o Tabacosis: neumoconiosis causada por el polvo del tabaco, etc.
El fenómeno común presente en estas patologías es que se produce liberación de
las hidrolasas acidas lisosomales contenidas en los macrófagos del tejido conectivo
y se produce un cuadro inflamatorio agudo, muy común en articulaciones
 Por ejemplo, una enfermedad bastante común es la gota: se produce por un
aumento de ácido úrico. Eso lleva a que los macrófagos fagociten los cristales de
158
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
urato en las articulaciones, esto altera la membrana lisosomal, se liberan las
enzimas al exterior y éstas inflaman los tejidos articulares.
2) Enfermedades por almacenamiento o atesoramiento
Son enfermedades congénitas producidas por falta de algunas enzimas
lisosomales que actúan en el catabolismo de alguna sustancia determinada.
Se producen por mutaciones de los genes que codifican a las enzimas lisosómicas.
Estas enfermedades se denominan “por acumulación o almacenamiento” y se
caracterizan por la acumulación intracelular de las sustancias que esas enzimas
degradan. La mayoría de estas enfermedades atacan el sistema nervioso central,
deterioran el individuo llevándolo a la muerte.
Enfermedad de células I (Por “Inclusión”): a causa de trastornos genéticos los
fibroblastos no poseen la enzima que marca con M6P a las hidrolasas ácidas (Nacetilglucosamina fosfotransferasa). Por lo tanto las vesículas que transportan a
esas enzimas se dirigen hacia la membrana plasmática y se secretan en el medio
extracelular, en lugar de ir al endosoma tardío. La falta de enzimas en el
endosoma impide la digestión de las sustancias endocitadas, las cuales pasan al
citosol y pueden acumularse como inclusiones.
También puede producirse este fenómeno por un defecto en el receptor para la
M6P.
También es conocido como Síndrome de los lisosomas vacíos.
159
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
MITOCONDRIAS
Las mitocondrias son organoides membranosos semiautónomos, ya que tienen su
propio ADN y sintetizan parte de sus proteínas en sus ribosomas: el 10%, lo que
corresponde a 13 proteínas, la mayoría de ellas pertenecen a la cadena
respiratoria (son enzimas).
Las restantes proteínas son sintetizadas en los ribosomas del citosol, y deben
ingresar a la mitocondria, gracias a la participación de chaperonas.
En su interior tiene lugar la respiración celular aeróbica. Están involucradas con la
obtención de energía a partir de los compuestos orgánicos y su acumulación en
forma de ATP. Podemos decir que es un organoide transductor de energía.
Más datos:
 Las mitocondrias son cilíndricas, aunque experimentan sutiles cambios de forma
derivados de su actividad, en promedio miden 3 micras de largo.
 Normalmente son abundantes en células con altos requerimientos energéticos
como hepatocitos (suele haber entre 1000 y 2000 por célula) y células musculares.
 Se localizan cerca de los sitios de consumo  Ejemplo: en el laberinto basal en
células de los túbulos renales.
 Se desplazan de un lugar a otro del citoplasma hacia las zonas necesitadas de
energía. Los microtúbulos y las proteínas motoras intervienen tales desplazamientos.
 En espermatozoides, adipositos y células del músculo estriado se hallan
inmovilizadas en lugares fijos.
 Son escasas en espermatozoides y linfocitos y están ausentes en los glóbulos rojos,
que obtienen su energía a través de la glicólisis anaerobia.
ESTRUCTURA DE LA MITOCONDRIA
160
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Podemos distinguir en ella DOS MEMBRANAS: una Membrana Externa lisa y una
Membrana Interna con pliegues llamados “crestas mitocondriales”, que amplían su
superficie  A mayor número de crestas, mayor requerimiento energético tiene la
célula.
Entre las 2 membranas se definen DOS ESPACIOS O CÁMARAS: Intermembranoso o
Cámara Externa (entre la M. Ext y la M. Int), y la Matriz Mitocondrial o Cámara
Interna (el espacio encerrado en la M. Int)
 Membrana Externa: en ella se encuentra la enzima monoaminooxidasa (MAO)
que es la “enzima marcadora” de la mitocondria,
Esta membrana es permeable a los solutos presentes en el citosol, pero no a las
macromoléculas, porque en la bicapa lipídica presenta numerosas proteínas
transmembranosas multipaso llamadas porinas, que forman canales acuosos de
tamaño regular, por donde pasan libremente iones y moléculas.
 Membrana Interna: desarrolla plegamientos hacia la matriz que dan lugar a las
llamadas crestas mitocondriales.
En la membrana interna se localizan:
1)- Las moléculas que en conjunto componen la “cadena transportadora de
electrones” o “cadena respiratoria”, ubicadas en forma específica y ordenada.
Existen innumerables copias de estos conjuntos en la bicapa lipídica, cada uno
integrado por tres grandes complejos proteicos llamados:
 NADH deshidrogenasa
Son enzimas y a la vez son bombas de H+ que llevan H+ desde la matriz hacia la cámara externa!
 complejo b-c1
(transporte activo).
 citocromo oxidasa*
Entre esos complejos se encuentran dos transportadores de electrones pequeños:
 la ubiquinona y
 el citocromo c.
*La citocromo oxidasa es la enzima marcadora de la membrana interna que
cataliza la reducción de oxígeno para formar agua.
O sea que la cadena respiratoria está formada por 5 eslabones, y a veces usa un
sexto que es la FADH deshidrogenasa, como veremos más adelante.
2)- La coenzima FAD y una de las 9 enzimas del CICLO DE KREBS, la succinato
deshidrogenasa (las otras 8 enzimas de ese ciclo se hallan en la matriz).
3)- En la superficie interna de las crestas mitocondriales encontramos estructuras
con un tallo fino que las une a la membrana, son las partículas F1 o partículas de
Racker o partículas elementales, o fosforilantes o de 9nm, que tienen actividad
ATPsintetasa, es decir en ellas se lleva a cabo las FOSFORILACIÓN OXIDATIVA: ADP
+ Pi ----> ATP
161
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Como veremos, la energía necesaria para formar el ATP proviene de la cadena
respiratoria, la cual a su vez proviene del ciclo de Krebs.
Partículas F1: las partículas tienen un tallo o pie (F0) + una cabeza (F1).
 En el tallo o pie, encontramos la proteína F0 (proteína transmembranaria de la
membrana interna) la cual tiene un canal para el pasaje de protones (H+)
desde el espacio intermembranario a la matriz mitocondrial (transporte
pasivo).
 La cabeza está orientada hacia la matriz mitocondrial y la forma la proteína
F1, que es la responsable de la fosforilación oxidativa porque cataliza la
síntesis de ATP, partiendo de ADP +Pi
La existencia de las partículas fosforilantes en la membrana interna explica por qué la presencia
de pliegues en ella  los pliegues aumentan la superficie, lo que permite albergar más cantidad
de partículas fosforilantes y ser entonces la mitocondria más efectiva!
4)- Un fosfolípido doble, el difosfatidilglicerol o cardiolipina que impide el pasaje
de cualquier soluto a través de la bicapa lipídica, excepto O2, CO2, H2O, NH3 y los
ácidos grasos.
5)- Diversos canales iónicos y permeasas que permiten el pasaje selectivo de iones
y moléculas desde el espacio intermembranoso a la matriz mitocondrial y en
sentido inverso.
6)- Proteínas transmembranarias destinadas al transporte de H+ (activo y pasivo).
Ya los hemos mencionado antes. Los H+ están más concentrados en la cámara
externa que en la interna, por lo tanto tenemos:
 Bombas de H+ (transporte activo)  son los complejos de la cadena
transportadora de electrones, que “bombean” a los H+ en contra de su
gradiente (desde la matriz hacia la cámara externa). La energía que
necesitan estas bombas NO la provee el ATP, lo cual es una excepción, la
proveen los mismos electrones que están pasando por los complejos
(energía eléctrica).
 Canales de H+ (transporte pasivo)  son las partículas fosforilantes que
poseen el túnel o tallo F0. Son una “puerta abierta” por la que los H+ pueden
regresar desde la cámara externa a la matriz, a favor de su gradiente. Son
estos protones pasando masivamente a través del tallo F0, los que activan a
la cabeza F1 y generan la energía final para que se fosforile el ATP (energía
protónicomotora).
162
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Cámara Externa: es el espacio comprendido entre la membrana externa y la
interna. Gracias a las porinas el contenido de solutos en este espacio es similar
citosol, aunque suele tener una elevada concentración de H+.
 El espacio más importante es la Cámara Interna o Matriz Mitocondrial. En ella
encontramos:
 H2O
 Gránulos de distintos tamaños compuestos principalmente por Ca+2. La
mitocondria es un reservorio de calcio, igual que el REL.
 Varias copias de un ADN circular y desnudo (se hallan anclados en la
membrana interna del organoide) muy parecido al de la bacteria.
 13 tipos de ARNm
 2 tipos de ARNr con los cuales se forman auténticos ribosomas 55S, uno para
cada subunidad.
 22 tipos de ARNt para los 20 aminoácidos
 La coenzima A (CoA), la coenzima NAD+, ADP, fosfato, O2.
 Enzimas:
o del complejo Piruvato Deshidrogenasa que participa en la DOP
o del ciclo de Krebs (menos la succinato deshidrogenasa que está en la
membrana interna).
o de la β- oxidación de los ácidos grasos
o de la transaminación de los aminoácidos
Coclusión: todos los procesos mitocondriales se desarrollan en la matriz.
ADN MITOCONDRIAL- Diferencias con el ADN nuclear 
- Existen varias copias de un mismo ADN.
- Es una molécula bicatenaria y circular, NO está combinado a proteínas.
- Posee un único origen de replicación.
- Es muy pequeño, presenta 37 genes y representa el 1% del total de ADN de la
célula siendo un sistema genético propio para la mitocondria.
- Genera 13 ARNm con los cuales elabora proteínas.
- Genera 22 tipos de ARNt (no 31 como el nuclear).
163
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
- Codifica dos clases de ARNr 12S y 16S.
- Se transcriben las dos cadenas.
- Las moléculas de ARN que transcribe el ADN se procesan mientras se sintetizan, el
procesamiento comprende la remoción de partes.
- Poseen muy pocas y al vez muy cortas secuencias no genéticas, que no se
transcriben.
- En su código genético existen 4 codones cuyas instrucciones son diferentes de las
de sus pares en el ADN nuclear.
- Es de origen materno ya que todas las mitocondrias provienen del ovocito
fecundado.
- El ADN mitocondrial es más propenso a mutar, por la ausencia de histonas.
Observación microscópica:
 AL M.O: se la observa con la coloración Verde de Jano B (colorante supravital)
que interactúa específicamente con las mitocondrias. También se la observa con
la Técnica de Regaud. Usa hematoxilina férrica y tiñe de color marrón o negro.
Con hematoxilina-eosina son acidófilas, se tiñen con la eosina de color rosa.
 AI M.E.: Se observa el doble sistema de membranas, la externa lisa y la interna
con pliegues o crestas, entre ambas membranas se observa la cámara externa.
De las crestas se desprenden partículas con forma de tallo y cabeza (como un
fósforo) que son las partículas F1.
Mediante técnicas de SUBFRACCIONAMIENTO MITOCONDRIAL se logran separar
los distintos componentes de la mitocondria.
Origen: la mayoría de las mitocondrias se originan por fisión binaria, para lo cual
previamente deben crecer al doble (igual mecanismo de reproducción que la
bacteria).
Esto requiere que se duplique al área de sus
membranas, para lo cual deben sumarse nuevos
fosfolípidos a sus bicapas lipídicas  al igual que
con las otras membranas de la célula, los
fosfolípidos son provistos por las membranas del
RE, donde se gestan.
Para tomarlos del RE la mitocondria recurre a
proteínas citosólicas llamadas intercambiadoras
que los sustraen de la membrana del retículo y los
descargan en la capa citosólica de la membrana
mitocondrial externa. Una parte de los fosfolípidos
pasa a la capa opuesta gracias a movimientos de
flip-flop.
La división de la mitocondria tiene lugar durante
todo el ciclo celular.
164
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Sin embargo en las células que no se multiplican o en las que poseen interfases
prolongadas algunas mitocondrias envejecen y son degradadas por los lisosomas
mediante el mecanismo de autofagia
FUNCIÓN: producir la energía de la célula a partir de la degradación de glucosa,
ácidos grasos y aminoácidos.
La energía producida se acumula en el ATP cuya principal característica es que
tiene dos uniones terminales de alta energía, y la liberación de cualquiera de sus
dos uniones fosfatos produce 7300 calorías por mol.
Estas uniones de alta energía le permiten a la célula acumular gran cantidad de
energía en muy poco espacio.
Importancia: las mitocondrias abundan en aquellas células con altos
requerimientos energéticos. Ejemplo: las células parietales del estómago que
producen HCI, las células musculares, etc.
CHAPERONAS
Las proteínas que no sintetiza la mitocondria (el 90% de sus proteínas) provienen de
los ribosomas libres. Para poder acceder a la mitocondria luego de sintetizadas, se
asocian con a) una chaperona citosólica de la familia HSP70 que mantiene
desplegadas a las proteínas, ya que esto es necesario para que puedan llegar a
la mitocondria y translocar a la membrana mitocondrial sin dificultad,
Una vez en la membrana de la mitocondria se desprenden de la chaperona
citosólica y se asocian con b) una chaperona mitocondrial de la membrana
interna, de la misma familia.
Estas atraen a la proteína hacia el interior de la mitocondria por un mecanismo
que consume ATP.
Las proteínas abandonan la chaperona cuando llegan a la matriz mitocondrial y
ahora deben plegarse, para ello necesitan c) otra chaperona, ahora de la familia
HSP60 con la cual adquieren la estructura secundaria y/o terciaria necesaria para
desarrollar sus funciones.
Dibujamos:
165
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Las proteínas mitocondriales tienen un péptido señal (25 aa) que indica que deben
ser transportadas hasta la mitocondria, donde se encuentran receptores para
dichos péptidos.
La proteína se incorpora a la mitocondria a través de túneles proteicos o
translocones que cruzan las membranas externa e interna.
 Si la proteína está destinada a la matriz mitocondrial, una proteasa escinde el
péptido señal y la molécula se libera en la matriz.
 Si la proteína está destinada a las membranas poseen señales adicionales
que la retienen en la bicapa lipídica de la membrana apropiada.
ORIGEN DE LAS MITOCONDRIAS. “Teoría Endosimbiótica”.
Existen importantes semejanzas entre las bacterias y las mitocondrias: se
reproducen por fisión binaria, se parecen en formas y medidas y en la presencia
de componentes comunes (el ADN, los ribosomas, la doble membrana que se
puede asociar a la pared de las bacterias, etc.)
Estas semejanzas han llevado a proponer que las mitocondrias son un producto evolutivo de
bacterias aeróbicas.
¡Recordemos! Las primeras células eucariotas eran anaeróbicas y cuando la atmósfera terrestre se
hizo rica en oxígeno incorporaron en sus citoplasmas bacterias aeróbicas que tras sucesivos
cambios adaptativos se convirtieron en las actuales mitocondrias.
Esta simbiosis permitió a las células eucariotas aprovechar el oxígeno atmosférico, por lo que
comenzaron a producir mayor cantidad de energía a partir de la misma cantidad de alimentos.
Entonces, la membrana plasmática de la célula eucariota quedo liberada de realizar procesos
energéticos y se concentró en otras actividades como: controlar la transferencia de solutos,
posibilitar la entrada y salida de macromoléculas, recibir y emitir señales, etc.
FUNCIONES DE LA MITOCONDRIA
La mayor parte de la energía contenida en los alimentos (que llegan a la célula en
forma de glucosa, ácidos grasos y aminoácidos) es extraída mediante una
sucesión de oxidaciones, al cabo de las cuales el oxígeno atmosférico se une al
hidrógeno y al carbono liberado por esas moléculas y se forma agua y dióxido.
Estas oxidaciones se cumplen paso a paso, en algunas etapas se liberan pequeñas
porciones de energía, y se llevan a cabo en su mayor parte dentro de la
mitocondria.
Recordemos que oxidarse no es sólo ganar oxígeno, sino también perder
hidrógeno, como así también perder electrones.
Durante estas reacciones de oxidación y reducción participan dos moléculas
intermedias el NAD (NAD+/NADH) y el FAD (FAD/FADH2). Son las coenzimas de las
enzimas que catalizan esas reacciones, algunas utilizan NAD y otras FAD. Cada vez
que suceda una oxidación, o el NAD o el FAD se debe reducir (pasan a la forma
NADH y FADH2).
166
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
ETAPAS DEL METABOLISMO ENERGÉTICO
Podemos decir que la célula está constantemente realizando actividades que le
demandan energía, por lo que está constantemente produciéndola también.
Entonces tenemos dos procesos que forman parte de un ciclo constante:
 La RESPIRACIÓN CELULAR es el proceso que se lleva a cabo en las mitocondrias
y a partir del cual se fosforila el ADP para formar ATP (batería cargada). Para esto
la mitocondria requiere glucosa y O2  luego de una serie de oxidaciones
graduales* de la misma, se libera CO2 y H2O y la ENERGÍA contenida en la glucosa,
que se la guarda ahora en el ATP. Es decir que es el proceso que produce y
guarda la energía para la célula
*Estas óxido-reducciones ocurren en forma gradual, controlada, de otra forma la energía se
liberaría bruscamente y se disiparía como calor.
La respiración celular es un proceso catabólico que libera energía, por lo tanto
una reacción exergónica.
 El TRABAJO CELULAR es todo proceso en el que se gaste esa energía: se usa la
energía contenida en el ATP provisto por las mitocondrias y se libera ADP + Pi
(batería descargada). Trabajo celular es por ejemplo: mitosis, contracción celular,
síntesis proteica, secreción, señalización, endocitosis, exocitosis, etc, etc.
Entonces  las mitocondrias son usinas de moléculas de ATP
Una vez formado el ATP sale de las mitocondrias y difunde por la célula para que
su energía pueda ser usada para las distintas actividades celulares. Una vez
removida la energía del ATP se reconstituye el ADP que reingresa a las
mitocondrias para recibir una nueva carga de energía.
FUNCIONES DE LA CÉLULA QUE REQUIEREN ENERGÍA
167
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
FOSFORILACIÓN DEL ATP
El ATP se obtiene por la fosforilación del ADP, y en ese enlace fosfato-fosfato se
concentra la gran energía almacenada. Esto puede conseguirse de 2 maneras:
 Fosforilación a nivel del sustrato: la energía deriva directamente de un sustrato
orgánico. En una única reacción se obtiene ATP a partir de alguna molécula de
gran energía. No requiere oxígeno (metabolismo anaeróbico) pero su rendimiento
es muy pobre  2 ATP
 Fosforilación oxidativa: la energía deriva de óxido-reducciones sucesivas, siendo
el oxígeno el aceptor final de los hidrógenos. Es la que sucede en la mitocondria.
Requiere sí o sí la presencia de oxígeno (metabolismo aerobio) pero su rendimiento
energético es muy superior  36 ATP.
REACCIONES QUÍMICAS LIGADAS A LA PRODUCCIÓN Y ALMACENAMIENTO DE
ENERGÍA
Las sustancias alimenticias se clasifican en hidratos de carbono, grasas, proteínas,
minerales y agua, a las cuales debemos agregarles el oxígeno. Los alimentos
ingresan al organismo por el sistema digestivo, salvo el O2 que lo hace por vía
respiratoria.
No toda la energía depositada en las uniones químicas de los alimentos es
transferida al ATP, ya que parte de esa energía se convierte en calor y se disipa.
Los alimentos ingresados deben convertirse en combustible de libre utilización para
poder ser aprovechados por la célula, entonces, apenas los alimentos son
ingeridos los polisacáridos, lípidos, y proteínas son escindidos en moléculas cada
vez más pequeñas por la acción de enzimas. Se establecen verdaderas cadenas
metabólicas degradativas.
En las primeras etapas son distintas para cada tipo de alimento y en los últimos
pasos confluyen en una vía metabólica común.
La escisión enzimática de los alimentos tiene lugar primero en el tubo digestivo, luego
en el citosol de las células y finalmente en la mitocondria
Una vez que la energía ha sido extraída de los alimentos, queda como productos
de desecho CO2 y agua, más algunas sustancias nitrogenadas derivadas del
catabolismo.
¿Qué sucede desde que ingerimos los alimentos hasta que finalmente la energía
aportada por ellos es almacenada en el ATP?
168
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Ocurren las siguientes ETAPAS:
 La primera etapa de la escisión enzimática tiene lugar en el TUBO DIGESTIVO,
o sea que es extracelular.
Los carbohidratos  glucosa
Los lípidos (triacilgliceroles)  ácidos grasos + glicerol
Las proteínas  aminoácidos
En general podemos decir que los polímeros se cortan en sus monómeros
constituyentes. Luego de ser absorbidos por el epitelio intestinal, ingresan a la
sangre y por ella llegan a las células de todo el cuerpo. Para asegurarse un
abastecimiento continuo de energía, las células guardan en el citosol glucógeno y
triacigliceroles (inclusiones).
 El hígado y el musculo estriado contienen importantes reservas de estas
moléculas en forma de inclusiones, desde donde las movilizan cuando es
necesario. El hígado es el principal reservorio de glucógeno del cuerpo.
 Los adipocitos (tejido graso) sirven de depósito para grandes cantidades de
triacigliceroles (“célula en anillo de sello”).
Los hidratos de carbono son lo más fácilmente metabolizables y la GLUCOSA
representa el principal combustible para la célula.
Una vez que llegan la glucosa, los ácidos grasos y los aminoácidos a las células,
cada uno sigue una vía metabólica propia. Estas vías metabólicas se vuelven a
encontrar ya que todos los compuestos terminan, tarde o temprano, formando
Acetil-CoA, a partir del cual la historia es la misma para todos. Ahora vamos a
estudiar qué sucede con la GLUCOSA:
 GLUCÓLISIS ANAERÓBICA: La glucosa (6 C), luego de ingresar a la célula, en el
citosol (aún no entramos a la mitocondria) se transforma en dos moléculas de
ácido pirúvico o piruvato (3 C) mediante un proceso denominado glucolisis
anaeróbica.
En ella ocurren una serie de reacciones químicas consecutivas en las que
intervienen 10 enzimas citosólicas. Al comienzo de este proceso se gastan 2 ATP,
pero de inmediato se generan 4 por “fosforilación a nivel del sustrato” (todavía no
entró a jugar el oxígeno), entonces se ganan 2 ATP (1 por cada piruvato).
Además parte de la energía liberada se usa para la reducción de dos NAD+ (1 por
cada piruvato).
Luego veremos cómo en las mitocondrias la energía contenida en los dos NADH
de la glucólisis es transferida al ATP (si hubiere oxígeno).
169
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Glucosa  2 piruvatos + 2 NADH + 2 ATP
Una vez formado el piruvato, pueden suceder dos cosas:
 Si la célula NO cuenta con oxígeno suficiente (situación normal por ejemplo
cuando las células musculares sobrepasan un determinado nivel de actividad
agotando el oxígeno que llega por los glóbulos rojos), el piruvato que está en el
citosol es convertido por la enzima lactato deshidrogenasa en ácido láctico o
lactato donde finaliza la vía metabólica cuando no hay O2. Este proceso se
denomina fermentación láctica o vía del lactato. El resultado energético son los 2
ATP obtenidos por la glucólisis anaeróbica por fosforilación a nivel del sustrato.
 Si la célula SÍ cuenta con oxígeno, los piruvatos dejan el citosol e INGRESAN EN
LAS MITOCONDRIAS.
 DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL PIRUVATO: El piruvato ingresa a la
mitocondria y por acción de un complejo enzimático llamado piruvato
deshidrogenasa, cada piruvato se descarboxila (pierde C en forma de CO2) y se
transforma en acetilo, que es un resto de 2 C. Éste se une a la “coenzima A” y se
forma el Acetil-Coenzima A.
El conjunto de estas reacciones es llamada DOP = Descarboxilación Oxidativa del
Piruvato. Durante la descarboxilación también se genera energía suficiente para
reducir un NAD+, lo cual implica la formación de un NADH por cada acetilo
producido. Luego veremos cómo la energía depositada en este NADH es
transferida al ATP.
Por cada piruvato se forma una sola Acetil-CoA y un NADH
 A continuación, siempre en las mitocondrias, los átomos de C e H del acetilo
son oxidados generando CO2 y agua como productos finales. Las oxidaciones son
graduales y en su transcurso se libera la energía depositada en las uniones
covalentes entre esos átomos, que pasa al ATP. Ambos procesos, las oxidaciones y
la formación de ATP ocurren en dos tiempos, en el primero se genera CO 2 y en el
segundo, agua.
a.- CICLO DE KREBS: El primero de los tiempos que representa la cuarta etapa
en la degradación de los glúcidos, abarca una sucesión de oxidaciones en el
llamado Ciclo de Krebs o de los Ácidos Tricarboxílicos o del Ácido Cítrico, que es
la vía metabólica final común para la glucosa, ácidos grasos y aminoácidos, ya
que todos terminan formando Acetil-CoA. Comprende una serie de 9 reacciones
mediadas por 9 enzimas específicas. El acetil-CoA que ingresa al ciclo se combina
con oxalacetato (4 C) y forman citrato, de 6 C.
170
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Las enzimas actúan secuencialmente de forma tal que el último de sus productos
vuelve a ser el ácido oxalacético u oxal-acetato, el cual al combinarse con el
grupo de acetilo de otra acetil-CoA genera de nuevo ácido cítrico, esto inicia otro
ciclo de Krebs y así sucesivamente mientras haya oxalacetato y acetilos
disponibles.
Decimos que el ciclo gira constantemente, mientras haya Acetil-CoA ingresando al
mismo que actúa como “motor del ciclo”
De la energía liberada en esta etapa una parte se aprovecha para generar un ATP
en forma directa (se forma un GTP que luego se transforma en ATP), pero la mayor
parte es usada para reducir tres NAD+ y un FAD
En cada vuelta del ciclo de Krebs cada acetil-CoA libera 2 moléculas de CO2, y se
genera energía para formar 1 ATP (ex GTP), 3 NADH y 1 FADH2.

Como se necesitan dos vueltas del ciclo de Krebs para procesar a los dos acetilos
derivados de la glucolisis de una molécula de glucosa, por cada molécula de
glucosa se originan 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2, y 4 moléculas de CO2
b.- CADENA RESPIRATORIA: En el segundo tiempo, contemporáneo al ciclo de
Krebs, los NADH y los FADH2 son oxidados en una serie de complejos moleculares
conocidos como cadena respiratoria o sistema transportador de electrones que
tiene lugar en la membrana interna de la mitocondria. De modo que los NADH y
FADH2 son reoxidados y vuelven a convertirse en NAD+ y FAD
NADH  NAD+ + 1H+ + 2eFADH2  FAD + 2H+ + 2eLos electrones surgidos de estos procesos poseen un elevado potencial de
transferencia, es decir una gran cantidad de energía. Así ingresan en la cadena
transportadora de electrones.
Como cada componente de la cadena posee por los e- una afinidad mayor que
su predecesor, los e- fluyen por la cadena en el siguiente orden:
 Para los electrones cedidos por NADH el punto de entrada es la NADH
deshidrogenasa, de esta pasan a la ubiquinona que los transfiere al
complejo b-c1. Los electrones dejan este complejo y pasan al citocromo c,
desde donde pasan al quinto y último eslabón que es la citocromo oxidasa
 Para los electrones cedidos por FADH2 el punto de entrada es la FADH
deshidrogenasa, de ahí pasan a la ubiquinona, a partir de la cual fluyen por
los restantes eslabones de la cadena en el mismo orden que los electrones
cedidos por NADH.
171
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La energía que han cedido los electrones es usada para transportar los H+ (que
vienen de los NADH y FADH2) desde la matriz mitocondrial hacia el espacio
intermembranoso. Los H+ pasan a través de los complejos de la cadena respiratoria
quienes actúan como verdaderas BOMBAS DE PROTONES, se trata de un
transporte activo porque pasan a un medio donde su concentración es mayor
(luego van a querer volver por su gradiente).
El bombeo de protones se produce en tres puntos de la cadena respiratoria.
Los electrones luego de perder una parte sustancial de su energía abandonan la
cadena respiratoria y regresan a la matriz. Se combinan con los H+ que llegaron del
espacio intermembranoso (a favor del gradiente) y con el O2 proveniente de la
atmósfera lo que da lugar a la formación de agua metabólica.
La atracción de los e- por el O2 se debe a que poseen una gran afinidad por éste,
mayor que la que tienen por la citocromo oxidasa, lugar por donde salen de la
cadena respiratoria.
ENTONCES: En la respiración celular aeróbica el último aceptor de e- es el O2
Como producto final se forma H2O que se incorpora a la célula, siendo el otro
producto final del metabolismo el CO2. Este pasa al citosol, de ahí al espacio
extracelular y finalmente a la sangre, que lo transporta a los pulmones para su
eliminación.
El agua pasa al citosol, donde puede quedar retenida o pasar al espacio
extracelular.
Debemos saber que:
Cuando los H+ ingresan a la cadena por NAD producen 3 ATP
Cuando los H+ ingresan a la cadena por FAD, producen 2 ATP.
Pero, ¿cómo es que se termina formando ATP?
 FOSFORILACIÓN OXIDATIVA:
Los H+ que han sido bombeados hacia la cámara externa poseen un alto
gradiente que mira hacia la matriz, por lo que regresarán a ella por la “primera
puerta abierta que encuentren”. Esta puerta abierta es el canal de H + (transporte
pasivo) que constituye la porción F0 de la partícula F0-F1. Por lo tanto los protones
regresarán en masa hacia la matriz pasando por este túnel F0, activando así la
partícula F1 que es la cabeza que tiene actividad ATPsintasa. La energía que se
utiliza para la fosforilación es la llamada “energía protónico motora” que acumulan
esos H+ ávidos por volver a la matriz.
La ATP sintasa se comporta entonces como una turbina que convierte energía
protonicomotora derivada del gradiente electroquímico de H+ en otra más
provechosa para la célula  LA ENERGÍA QUÍMICA DEL ATP.
172
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Decimos que el acoplamiento entre la cadena respiratoria y el sistema fosforilante
se cumple en las partículas F1 y se denomina HIPÓTESIS QUIMIOOSMÓTICA.
Esta etapa, quinta y última en la degradación de los glúcidos, como da lugar a
oxidaciones (que requieren O2) acopladas a fosforilaciones, se llama fosforilación
oxidativa.
I: NADH deshidrogenasa II: FADH deshidrogenasa
III: complejo b-c1 IV: citocromo oxidasa.
Los complejos I, III y IV funcionan como bombas de H+
Por cada glucosa que entra en la vía de la fosforilación oxidativa se generan en
total 36 ATP. A esto se le deben sumar los 2 ATP que ya se había formado por la
glucólisis anaerobia en el citosol, por lo que cada glucosa degradada en
presencia de oxígeno da un saldo energético total de 38 ATP (versus los 2 ATP que
se forman si no hay oxígeno que son únicamente los de la fosforilación a nivel del
sustrato de la glucólisis)
BALANCE ENERGÉTICO
Los 36 ATP producidos x glucosa a través de la fosforilación oxidativa se obtienen
de la siguiente manera (recordemos que cada NADH que ingresa a la cadena
respiratoria genera 3 ATP y cada FADH2 genera 2ATP):
 Cada piruvato genera 1 NADH en la DOP.
 Cada Acetil-CoA que ingresa al ciclo de Krebs genera 3 NADH, 1 FADH2, y 1 GTP
Entonces por piruvato tenemos:
4 NADH  12 ATP
1 FADH2  2 ATP
1 GTP  1 ATP
---------------------------15 ATP
 Como cada glucosa da 2 piruvatos  30 ATP.
173
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Finalmente a esto se le suman los 2 NADH que se formaron en la glucólisis que en
presencia de O2 ingresan también a la mitocondria (a través de sistemas llamados
“lanzaderas”) y van directo a la cadera respiratoria  6 ATP extras = 36 ATP
La reacción completa que ocurre es:
C6H12O6 + 36Pi + 36 ADP + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP
+
2ATP
38ATP
.
.
.
“Por cada glucosa que entra a la célula se producen 38 ATP “
El ATP sale al citosol por un contratransportador pasivo de la membrana
mitocondrial interna, la ATP-ADP translocasa, por cada ATP que la atraviesa entra
un ADP a la matriz mitocondrial.
Dato:
La ATP sintasa también puede llamarse ATPasa ya que es capaz de hidrolizar ATP y con la energía
liberada bombea H+ al espacio intermembranoso a través de F0. No obstante generalmente recibe
el nombre de ATP sintasa porque en la matriz mitocondrial el cociente ATP/ADP normalmente es
inferior a 1, lo cual lleva a la síntesis de ATP y no a su hidrólisis.
Hasta acá estudiamos la vía catabólica de la glucosa. ¿Qué pasa con los AG y aa
derivados de la digestión?
ÁCIDOS GRASOS
A diferencia de la glucosa los ácidos grasos no se degradan en el citosol, sino que
pasan derecho a las mitocondrias donde una serie de enzimas específicas los
desdoblan y forman Acetilos.
El proceso se llama Beta-oxidación y comprende varios ciclos sucesivos.
Igual que los acetilos derivados de la DOP, los surgidos de la B-oxidación son
conjugados con la CoA e ingresan al ciclo de Krebs.
Las cadenas metabólicas que degradan a los glúcidos y las grasas generan una molécula común: la
Acetil-CoA, que ingresa al ciclo de Krebs. Por ellos decimos que es la “encrucijada metabólica”.
Las grasas aportan más energía que los hidratos de carbono por la cantidad de
NADH y FADH2 suplementarios que se producen durante la B-oxidación.
AMINOÁCIDOS
Cuando no se utilizan para sintetizar proteínas y son requeridos para generar
energía, algunos se convierten en piruvato, otros en acetilo y otros en moléculas
intermediarias del ciclo de Krebs. Es decir que de una u otra forma terminan
ingresando siempre al ciclo de Krebs.
174
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Algunos datos finales:
 Cuando el piruvato sigue la vía del
lactato, este último, acumulado en
las células musculares pasa a la
sangre y por ella llega al hígado. En
los hepatocitos, se convierte en
glucosa, que será utilizada por la
célula muscular si continúa la
demanda de energía. Este fenómeno
se denomina fermentación láctica,
cuando esto ocurre se omite el ciclo
de Krebs y la fosforilación oxidativa.
 Si la energía protonicomotora de
los H+ situados en el espacio
intermembranoso no se rescatara
para formar ATP, los H+ al volver a la
matriz mitocondrial igual se unirían a
los e- y al O2 para formar agua, pero
la energía protonicomotora al cabo
de la reacción se convertiría en
energía térmica, se disiparía como
calor. Esto es lo que ocurre en las
células adiposas de la grasa parda,
cuyas mitocondrias son incapaces de
transferir la energía protonicomotora
aI ATP. En la membrana interna de
estas
mitocondrias
existe
un
transportador
de
H+
llamado
termogenina, que permite el regreso
de los H+ a la matriz sin que su
energía sea aprovechada para
formar ATP.
La grasa parda es un tejido que
poseen los recién en la región
interescapular, si el niño nace en
medio muy frío los ácidos grasos de
los triacilgliceroles depositados en las
células de la grasa parda se
degradan y generan calor en lugar
de ATP, entonces la grasa parda
puede ser vital en el momento del
nacimiento, al permitir una rápida
adaptación de los recién nacidos a
la baja temperatura.
175
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 La oxidación completa de la glucosa (respiración aerobia) da 36 ATP
adicionales (mediante fosforilación oxidativa) siendo su rendimiento energético
mucho mayor al de la fosforilación a nivel del sustrato.
El rendimiento energético total de la glucosa (38 ATP, energía libre*) representa
aproximadamente el 40% de su contenido energético, el 60% restante se disipa
como calor, mientras que en los motores tales cifras suelen ser del orden del 20% y
el 80% respectivamente (mucho menos productivo)
*Energía libre: es la energía útil o disponible para efectuar trabajo celular.
El mejor rendimiento logrado por la célula se debe a que degrada los alimentos en
forma gradual, por medio de enzimas que ella misma sintetiza. Esto permite que la
energía liberada de los alimentos sea transferida al ADP y se forme ATP con mínima
generación de calor.
OTRAS FUNCIONES DE LA MITOCONDRIA
 Remoción de Ca+2 del citosol: normalmente esta función está a cargo del RE,
pero cuando la concentración de Ca+2 aumenta a niveles peligrosos, se pone en
funcionamiento una Ca+2-ATPasa localizada en la membrana interna de las
mitocondrias que al bombear Ca+2 hacia la matriz mitocondrial lo retira del citosol.
 Síntesis de aminoácidos: a partir de moléculas intermediarias del ciclo de Krebs.
 Síntesis de esteroides: en algunas células de la corteza suprarrenal, de los ovarios
y de los testículos, la mitocondria participa en la síntesis de diversos esteroides
(función esteroidogénica). Una enzima de la membrana mitocondrial interna
capta el colesterol y lo convierte en pregnenolona, ésta sale de la mitocondria e
ingresa al RE donde continúa su metabolismo mediante diversas enzimas que
actúan secuencialmente.
176
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
MICROCUERPOS
También se los llama microsomas, son organoides constituidos por una membrana
simple o única y en su interior se encuentran enzimas. Su función es tomar
sustancias tóxicas del citosol y convertirlas en polares, es decir, participan de la
destoxificación celular.
Tienen forma esferoidal u oval con un diámetro de 0.5 a 1 μm. Son abundantes en
riñón e hígado (órganos destoxificadores por excelencia), donde se los encuentra
asociados al retículo endoplásmico, constituyendo grupos o racimos.
Se encuentran microsomas en algas, hongos, protistas, células de vegetales
superiores y gran variedad de tejidos animales. NO hay microsomas en células
procariotas.
 Existen dos tipos de microsomas: los peroxisomas y los glioxisomas (peroxisomas
vegetales).
PEROXISOMAS
 Son organoides que se encuentran en todas las células eucariotas.
 Tienen forma ovoide.
 Tienen diámetro de 0,6 μm .
 Están rodeados por una sola membrana.
 Contienen enzimas que forman y degradan al peróxido de hidrogeno
(H2O2).
 Una de sus funciones es proteger a la célula de sustancias tóxicas.
 Puede haber entre 70 y 100 por célula (en hepatocitos y células renales
puede haber más)
 Cumplen variadas funciones metabólicas.
 Contienen enzimas oxidasas:
o D-aminoácido oxidasa.
o Urato oxidasa. Los peroxisomas que contienen esta enzima exhiben
un cuerpo pequeño cristalino compuesto por múltiples cristalitos.
o Enzimas de la B-oxidación de los ácidos grasos (igual que la
mitocondria).
o Además contienen a la enzima CATALASA  es destructora de
peróxido.
Las distintas enzimas actúan en forma secuencial: primero oxidan sustratos
específicos como ácido úrico, purinas, aminoácidos, ácidos grasos, etc. formando
como producto H2O2. Y como éste es un agente oxidante muy reactivo y tóxico
para la célula, luego lo toma la catalasa y forma H2O y O2 como productos.
177
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Además de la eliminación de sustancias tóxicas, la beta-oxidación de AG, y el
metabolismo del peróxido de hidrógeno, en su interior se produce también el
metabolismo de las purinas (bases púricas: adenina y guanina).
La catalasa también degrada el peróxido producido fuera del peroxisoma, como
el de las mitocondrias, del retículo endoplásmico y del citosol.
En estos sitios las oxidaciones dan lugar a pequeñas cantidades de anión
superóxido (O2-) conocido comúnmente como un “radical libre”*.
Estos radicales son muy reactivos y tóxicos, por lo que la enzima superóxido
dismutasa se encarga de eliminarlos mediante la siguiente reacción:
2 O2- + 2 H+ ----- H2O2 + O2
Por lo tanto en estos sitios mencionados se forma
peróxido (que también es tóxico) el cual debe ingresar
al peroxisoma para ser eliminado por la catalasa.
Se cree que el anión superóxido produce pérdida de
sulfhidrilos en las proteínas, alteran la bicapa lipídica de
las membranas celulares y producen mutaciones
genéticas lo que podría acelerar el envejecimiento
orgánico y facilitar la aparición de cuadros
cancerígenos.
*Radicales libres
Un radical o radical libre es
una especie química
(orgánica o inorgánica)
caracterizada por poseer uno
o más electrones
desapareados. Se forma en
el intermedio de reacciones
químicas, a partir de
la ruptura homolítica de una
molécula y, en general, es
extremadamente inestable y,
por tanto, con gran
En las células hepáticas y renales la catalasa actúa
también como enzima destoxificante. Para ello, ante la
presencia de ciertos tóxicos en lugar de convertir el
peróxido en agua y oxígeno, utiliza el peróxido para
oxidarlos y neutralizar su toxicidad. La reacción sería:
poder reactivo y de vida
media muy corta. Son
tóxicos para la célula, están
relacionados con el
envejecimiento celular y el
cáncer.
H2O2 + TH2 ----- 2 H2O + T
Donde TH2 simboliza a la sustancia tóxica y T a la misma sustancia después de su
oxidación (perdió H). Ejemplos: fenoles, formaldehído, ácido fórmico, y el etanol.
Entonces parte del etanol ingerido con las bebidas alcohólicas es neutralizado por
la catalasa de los peroxisomas que lo oxida a acetaldehído.
Habíamos dicho que los peroxisomas intervienen en la oxidación de los ácidos
grasos: la misma da lugar a la formación de energía química (ATP) ya que estos
AG se convierten en grupos acetilo que se transfieren a las mitocondrias e ingresan
al ciclo de Krebs. En realidad sólo una pequeña proporción de los ácidos grasos
celulares es oxidada en los peroxisomas, el resto en las mitocondrias.
El resto de las oxidaciones del peroxisoma no generan energía química (ATP) como
ocurre en las mitocondrias, sino energía térmica.
178
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Los peroxisomas también efectúan GLUCONEOGÉNESIS: es la formación de glucosa
a partir de moléculas que no son carbohidratos: aminoácidos, lactato y la porción
glicerol de los ácidos grasos.
Por técnicas de centrifugación diferencial sedimentan junto con los lisosomas, pero
pueden diferenciarse de ellos porque se tiñen fuertemente con diaminobencidina
(DAB), tinción que marca a la catalasa.
Los peroxisomas pueden mostrar un núcleo cristalino llamado cristaloide o
nucleoide que contiene a la urato oxidasa cristalizada, enzima que cataliza la
oxidación del ácido úrico durante la degradación de las purinas. Estos microsomas
con nucleoide se observan en hígado y odontoblastos, no así en las células del
riñón.
Si observamos un peroxisoma al M.E. podremos-ver:
Los peroxisomas hacen fisión binaria:
Se cree que tienen una vida media de 5 a 6 días luego de lo cual son destruidos
por los autofagosomas. Su número se restablece del mismo modo en que lo hacen
las mitocondrias, mediante duplicación de peroxisomas jóvenes, es decir por fisión
binaria. Para que la fisión binaria se concrete la masa del peroxisoma debe antes
duplicarse: la bicapa lipídica de la membrana crece por el agregado de
fosfolípidos extraídos del RE mediante proteínas intercambiadoras.
Las proteínas que se incorporan a la matriz o a la membrana de estos organoides
son proteínas citosólicas (sintetizadas por los ribosomas libres), son entonces
transportadas y desplegadas por chaperonas de la familia HSP 70, para ello las
proteínas peroxisómicas tienen un péptido señal (está cerca del extremo carboxilo
y está compuesto por 3 aminoácidos) que será reconocido por un receptor de la
membrana del organoide y entonces es translocada adentro del peroxisoma.
 El translocón por donde ingresan las proteínas y la chaperonas HSP 60 que
facilita sus plegamientos no han sido identificados.
179
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La mutación del gen que codifica la síntesis de una proteína de la membrana del
peroxisoma hace que falte la proteína translocadora, entonces no se produce la
entrada de las enzimas oxidativas a la matriz del peroxisoma y se produce el
Síndrome de Zellweger, caracterizado por peroxisomas vacíos que provoca la
muerte de los niños antes del año de vida
Importancia: los peroxisomas están desarrollados en hepatocitos, macrófagos y
células renales
Podemos resumir las FUNCIONES del peroxisoma en:
 Destoxificación celular
 Regulación del metabolismo del H2O2
 Metabolismo de las purinas
 Oxidación de los ácidos grasos
 Gluconeogénesis
GLIOXISOMAS
Son peroxisomas vegetales, donde se regula el metabolismo de los triglicéridos, en
la conversión de grasas a hidratos de carbono.
La germinación de las semillas suele necesitar de la degradación de lípidos
acumulados. Se los encuentra en células vegetales, principalmente en semillas y
en células de animales inferiores como los protozoarios.
Son peroxisomas que realizan el ciclo del glioxilato, donde se transforman los
ácidos grasos de la semilla en hidratos de carbono ya que éstos contribuyen al
desarrollo de las plantas jóvenes. Es un ejemplo de gluconeogénesis (obtención de
glúcidos a partir de compuestos no glucídicos). El ciclo del glioxilato es una
variante del ciclo de Krebs. La diferencia radica en que este ciclo requiere dos
moléculas de acetil-CoA y utiliza dos enzimas exclusivas.
Ciertos peroxisomas vegetales efectúan
FOTORRESPIRACIÓN: ocurre en los peroxisomas de células fotosintéticas (hojas
verdes). Consiste en la oxidación de glicolato, molécula de 2 C que se sintetiza en
los cloroplastos en los días secos de sol intenso.
La oxidación del glicolato consume luz y O2, produciéndose glioxilato y H2O2.
El H2O2 es descompuesto par la catalasa del peroxisoma (en agua y O2) y el
glioxilato se convierte en glicina, que se metaboliza en Ia mitocondria y produce
CO2.
En este proceso participan peroxisomas, cloroplastos y mitocondrias y se llama
fotorrespiración ya que para la síntesis y oxidación del glicolato se necesita luz y O2
y se libera CO2.
180
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CLOROPLASTOS y OTROS PLÁSTIDOS
Plástidos: son organoides citoplasmáticos especiales que están presentes en las
células vegetales. Son:
 Cloroplastos (poseen pigmento verde  la clorofila)
 Cromoplastos (predominan otros pigmentos: licopeno, ficobilinas)
 Leucoplastos (son incoloros).
Los más importantes son los:
CLOROPLASTOS
 Son organoides semiautónomos (tienen ADN) membranosos de doble
membrana ubicados en las células eucariotas vegetales donde se lleva a
cabo el proceso de fotosíntesis, gracias a que contienen al pigmento verde
clorofila que les da a su vez color.
 Se localizan principalmente en las hojas de las plantas superiores y en las
algas.
 Las algas poseen a menudo un sólo cloroplasto muy voluminoso, en cambio
en las plantas superiores existen entre 20 y 40 por célula. En las hojas de
algunas especies hay alrededor de 400.000 cloroplastos por mm 2.
 Si su número es insuficiente aumentan por división (es decir pueden hacer
fisión binaria), si es excesivo se reducen por degeneración.
 Son más abundantes y con más clorofila en plantas verdes que crecen en la
sombra, respecto a las que crecen bajo el sol.
Los cloroplastos son los plástidos más comunes y los de mayor importancia biológica.
Producen oxígeno y la mayor parte de la energía química que es utilizada por los seres
vivos, la vida se mantiene gracias a ellos, sin ellos no habría plantas ni animales
181
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Se puede decir que “cada molécula de oxígeno usada en la respiración y
cada átomo de carbono presente en nuestros organismos pasaron alguna vez por
un cloroplasto”.
Al MO: se observan fácilmente ya que miden entre 4 a 6 μm, con forma discoidal
más o menos aplanados.
Al ME: comprobamos que posee tres componentes principales: Ia envoltura, la
estroma y los tilacoides.
 La ENVOLTURA presenta dos membranas, a través de las cuales se producen
los intercambios con el citosol.
 La ESTROMA representa la mayor parte del cloroplasto. Contiene membranas
internas qua adoptan forma de sacos aplanados Ilamados TILACOIDES.
Además contiene disueltos:
 enzimas
 proteínas
 gránulos de almidón
 gotitas de lípidos
 Sistema genético:
 ADN del cloroplasto: es circular de alrededor de 45 μm de largo y
cerca de 135.000 pares de bases
 ARN
 Ribosomas pequeños
Estos últimos hacen que el cloroplasto sea un organoide semi-autónomo igual que
la mitocondria. Sólo sintetiza el 10% de sus proteínas, entonces Ia mayoría de ellas
provienen del citosol, de modo que son codificadas por genes nucleares.
 Los TILACOIDES pueden estar apilados o aislados. Cuando los tilacoides se
asocian constituyendo una serie de pilas se llaman en conjunto grana y los
componentes del grana se llaman tilacoides del grana, también puede haber
tilacoides que atraviesan la estroma y que conectan entre sí a dos grana y se
llaman tilacoides de la estroma.
En la membrana de los tilacoides se encuentra la clorofila, por lo tanto allí se
producen las reacciones fotoquímicas.
La pared de los tilacoides llamada “membrana tilacoide” es una bicapa lipídica
con proteínas y otras moléculas, casi todas involucradas en las reacciones
químicas de la fotosíntesis. Esta pared separa el compartimiento de los tilacoides,
es decir el “espacio tilacoide”, de la estroma. Algunas evidencias indican que las
luces de todos los tilacoides estarían interconectadas, de modo que existiría un
solo “espacio tilacoide”
Para entenderlo mejor: podríamos decir que los tilacoides se parecen a un
“sistema de endomembranas” dentro de la estroma del cloroplasto.
182
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Entonces el cloroplasto tendría TRES compartimientos:
 El intermembranoso (entre las membranas externa e interna).
 El estroma (entre la membrana interna y la membrana tilacoide).
 El espacio tilacoide. Desde un punto de vista funcional el espacio tilacoide
equivale a la matriz mitocondrial, ya que allí se llevan a cabo las reacciones
más importantes.
 El tema
FOTOSINTESIS
será
desarrollado
en el capítulo
de ECOLOGÍA
Es importante saber que:
 En el estroma
(además de las reacciones oscuras de Ia fotosíntesis) también
ocurren los procesos genéticos de replicación, transcripción y
traducción del ADN.
 Los procariontes como las algas verdeazules pueden realizar
fotosíntesis.
 Además de la clorofila existen otros pigmentos fotosintéticos
accesorios:
*Carotenoides: xantófilas (pardo amarillado) y carotenos (naranja)
*Ficobilinas: ficocianinas (azul) y ficoeritrina (rojo, púrpura o violeta)
Estos pigmentos le permiten a la célula absorber la energía solar, aunque sin dudas
las clorofilas son los más importantes.
Origen de los cloroplastos:
Los cloroplastos, al igual que el núcleo y las mitocondrias, se originan de
cloroplastos ya existentes o de un plasto no diferenciado llamado PROPLASTO o
PROPLÁSTIDO que se encuentran en las células vegetales no diferenciadas.
El proplástido es un organoide pequeño (1μm) de forma discoidal, con dos
membranas que encierran un estroma sin estructura y sin clorofila, pero que al ser
expuesto a la luz, la membrana interna crece y emite vesículas hacia la estroma.
Estos elementos tubulares luego se transforman en sacos aplanados  son los
futuros tilacoides que en algunas regiones se apilan apretadamente hasta formar
los GRANA.
En el cloroplasto maduro los tilacoides ya no se hallan unidos a la membrana, pero
los grana quedan unidos entre sí por los tilacoides de la estroma. En la última etapa
de su formación, que es la maduración, comienza la síntesis de los pigmentos.
183
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Distinguimos tres etapas:
1-) Fase de proplástido: incide la luz y comienzan a crecer hacia el estroma
prolongaciones de la membrana  Empiezan a formarse los tilacoides.
2-) Fase de diferenciación: se apilan los grana y sigue aumentando de tamaño.
3-) Fase de maduración: síntesis de pigmentos.
Otros PLÁSTIDOS
CROMOPLASTOS
Contienen otros pigmentos
 En los pétalos, frutos y raíces de ciertas plantas hay cromoplastos amarillos o
anaranjados. Tienen menos clorofila y por lo tanto menor actividad
fotosintética.
 En el tomate maduro en el pigmento es rojo y se denomina licopeno
(caratenoide).
 En las algas se encuentran pigmentos como las ficobilinas.
LEUCOPLASTOS
Son plástidos incoloros, se encuentran en las células embrionarias y en las células
de los órganos que no reciben luz.
Dentro de estos tenemos los:
 Amiloplastos: producen y acumulan gránulos de almidón. Son muy
abundantes en las raíces y tubérculos de diversas plantas.
 Proteoplastos: acumulan proteínas.
 Oleoplastos: acumulan lípidos.
184
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
RIBOSOMAS
Los ribosomas son las únicas organelas NO membranosas de la célula, junto a las
inclusiones y el citoesqueleto, si bien estas últimas no son estrictamente organelas.
 Recordemos que son las únicas organelas que comparte la célula eucariota
con la procariota (que justamente no tiene ninguna membrana interna) pero el
ribosoma bacteriano es 70S
mientras que el eucariota es
80S.
Los ribosomas e encuentran
en forma de subunidades
libres en el citoplasma y
cuando se hallan en función
de síntesis de proteínas se
unen estas dos subunidades y
se adosan al ARNm.
Ambas subunidades están
formadas por proteínas +
ARNribosomal,
pero
sus
características difieren según se trate de una célula eucariota o procariota.
 Célula procariota: son más pequeños. Cada ribosoma está formado por 2
subunidades: la mayor 50 S y la menor 30 S, siendo el ribosoma completo 70 S.
 Célula eucariota: son más grandes: la mayor 60 S, la menor 40S, siendo el
ribosoma completo 80 S.
En la célula eucariota:
Existen dos tipos de ARNr: 5S y 45S.
El 45S a su vez por escisión forma tres tipos finales: 28S, 18S y 5.8S
 La subunidad menor está constituida por 33 proteínas + RNAr de tipo 18S.
Las proteínas se designan como S1, S2, hasta S33 (S por small).
 La subunidad mayor está constituida por 50 proteínas + RNAr de tipos 28S,
5.8S y 5 S. Las proteínas de la subunidad mayor se designan L1, L2 hasta L50
(L por large).
Podemos decir que los componentes del ribosoma derivan de 85 genes  83
genes corresponden a las proteínas, uno al ARNr 45 S y otro para el ARNr 5 S.
La diferencia entre célula eucariota y procariota es útil en Medicina porque se
pueden emplear antibióticos que selectivamente afecten los ribosomas
185
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
bacterianos y no los humanos. Algunos antibióticos inhiben la síntesis proteica sólo
en los ribosomas 70 S.
S = es la unidad Svedberg y es un coeficiente de sedimentación que mide la
velocidad a la que sedimenta una partícula, cuando es ultracentrifugada.
La subunidad 60 S migra más rápidamente hacia el fondo del tubo por la fuerza
centrífuga que la 40 S. Ya sabemos que el ribosoma completo es 80 S, pero los
números no se adicionan debido a que los coeficientes de sedimentación no
equivalen a los pesos moleculares
El ARNr se sintetiza por transcripción en los organizadores nucleolares
Todos los tipos de ARN se sintetizan por transcripción a partir
de moléculas de ADN “codificantes”, es decir, las que
“sirven”, se expresan, o sea  los genes. Los genes que
corresponden a los ARNribosomales se denominan
organizadores nucleolares.
Los organizadores
nucleolares son
segmentos de ADN
que contienen los
genes que codifican
para los ARNr.
Se denominan así, porque alrededor de ellos se organiza ubica- el nucléolo (y el nucléolo se ubica allí porque es el
encargado de sintetizar las subunidades ribosomales, previa síntesis de los ARNr,
por lo tanto necesita la información contenida en dichos genes).
186
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El organizador nucleolar se ubica:
 Durante la interfase  como cromatina adherida al nucléolo, siendo una
zona Feulgen positivo. Se destaca este hecho, ya que el nucléolo es en su mayor
parte Feulgen negativo por la presencia del ARN.
 Durante la división celular o mitosis  en las constricciones secundarias de
algunos cromosomas. Las constricciones secundarias son zonas adelgazadas
cercanas a los extremos de los cromosomas. Aparecen en los cromosomas de
los pares 13, 14, 15, 21 y 22 (son los llamados cromosomas acrocéntricos)
Síntesis de los ribosomas
Los ribosomas son sintetizados en el nucléolo. Por lo tanto éste debe ser provisto de
los dos materiales necesarios: ARNr y proteínas ribosomales. El ARNr viene por
transcripción a partir de los organizadores nucleolares que como ya vimos se
ubican cerca del nucléolo. Las proteínas deben llegar desde el citosol, donde son
sintetizadas en ribosomas libres. Ingresan al núcleo a través de los poros de la
membrana nuclear y con la ayuda de chaperonas (acá participan de la familia
HSP 90). En el nucléolo se condensan estos dos materiales y se forman las
subunidades por separado. Cuando están listas, salen del núcleo para
permanecer en el citoplasma también separadas, esperando a ser requeridas.
Las subunidades sólo se unen para formar el ribosoma completo cuando “son
llamadas” a sintetizar una proteína, a partir de un ARNmensajero (proceso llamado
Traducción).
Entonces recordemos:
 La TRANSCRIPCIÓN es el pasaje de ADN a ARN (de cualquier tipo). Es un
proceso nuclear.
 La TRADUCCIÓN es el pasaje de ARNm a proteína, a cargo de los
ribosomas. Es un proceso citosólico.
Estos dos procesos constituyen el dogma de la biología celular
 Dato: Todos los ARNr se sintetizan en el nucléolo, excepto el 5 S que se sintetiza
en el Jugo Nuclear o Nucleoplasma.
Entonces:

Las proteínas se sintetizan en el citoplasma, de allí pasan al núcleo y en el
nucléolo se ensamblan con el ARNr para constituir las subunidades.

Se trasladan al citoplasma donde se mantienen separadas mientras estén
inactivos, hasta el momento de comenzar la síntesis de proteínas cuando
ambas subunidades se unen (en presencia de Mg++) para dar el ribosoma
completo.
187
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros

Para iniciar la síntesis proteica el ARN mensajero se combina primero con la
subunidad menor y luego unas proteínas llamadas factores de iniciación
posibilitan la unión de este complejo con la subunidad mayor.

El ARNm no es leído por un solo ribosoma, sino por varios al mismo tiempo,
entonces cuando se unen muchos ribosomas forman los polirribosomas o
polisomas, que son varios (10 a 50) ribosomas unidos a un mismo RNA
mensajero.

Cada ribosoma sintetiza una proteína y todos los ribosomas unidos al mismo
ARNm sintetizan la misma proteína. Los ribosomas avanzan desde el extremo 5’
al extremo 3’ del ARNm.
Polirribosoma
Los ribosomas tienen un tamaño aproximado de 20 nm.
Al M.O.: se los observa como zonas basófilas color azul o violeta en el citoplasma,
constituyendo la zona denominada ergastoplasma y que incluye a los ribosomas
libres + los adheridos al RER y a la membrana nuclear externa.
El ergastoplasma también se llama sustancia basófila o cromidial y en las neuronas
sustancia tigroide o de Nissl.
También se detectan a través del test de Brachet.
Al M.E.: se los observa como partículas electrodensas sin membrana.
Además del citosol, también podemos encontrar ribosomas en:
 Mitocondrias
 Cloroplastos
Ambos organoides son semiautónomos por la presencia de ADN, que les permite
sintetizar de sus proteínas, entonces necesitan sus propios ribosomas.
FUNCIÓN: sintetizar las proteínas traduciendo el mensaje contenido en el ARN
mensajero
188
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Recordemos que las proteínas sintetizadas en los ribosomas libres tienen como
destino: quedar en el citosol, ir la mitocondria, ir a los cloroplastos (en la célula
vegetal), a los peroxisomas, o al núcleo. Por otro lado, si tienen una señal
específica que lo indique, ésta proteína junto al ribosoma, deben ir hacia el RER
para continuar allí la síntesis, y es el caso de proteínas de exportación,
transmembranosas, y enzimas lisosomales.
Repasamos: el tránsito de las proteínas desde el citosol hacia su destino requiere
de un sistema de señales específicos para asegurar la llegada de cada proteína al
lugar adecuado. Esas señales se encuentran en las mismas proteínas y están
representadas por unos pocos aminoácidos que se denominan péptidos señal y
señales de anclaje.
Estos segmentos proteicos se encuentran en el extremo amino (lo más común) o
en el carboxilo o en uno o más puntos intermedios. Las proteínas destinadas a
quedarse en el citosol no necesitan ningún tipo de señal.
 Toda proteína al emerger del ribosoma debe ser asistida por distintos tipos de
chaperonas.
CHAPERONAS
La secuencia de aminoácidos de una proteína contiene la información necesaria
para la estructura tridimensional de la misma, pero la proteína debe plegarse en el
momento oportuno y en la forma adecuada.
Esto se logra mediante la intervención de proteínas llamadas chaperonas, nombre
que significa "acompañantes". Las chaperonas sin ejercer acciones directas sobre
las proteínas, previenen su plegamiento prematuro y aseguran que sea el correcto.
Existen tres familias de chaperonas: hsp60, hsp70 y hsp90 (HSP = Heat Shock
Protein). Dicho nombre se entiende porque las chaperonas se incrementan en las
células sometidas a golpes de calor o a otros factores de estrés metabólico.
Ambas situaciones desnaturalizan la mayoría de las proteínas y las chaperonas
189
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
aumentan para facilitar la renaturalización proteica. El número que acompaña a
la sigla HSP corresponde al peso molecular de la primer chaperona descubierta en
cada grupo.
 CUANDO LA PROTEÍNA ES DESTINADA AL CITOSOL, apenas emana del
ribosoma, se le asocian varias chaperonas hsp70 para evitar el plegamiento
prematuro o su combinación con moléculas inapropiadas. Las hsp70 son
monoméricas y presentan un surco en el cual se ubica una parte de la proteína a
la cual asisten.
 Luego de sintetizada toda la proteína, las hsp70 se desprenden y comienzan
a actuar las hsp60. Las hsp60 son poliméricas y se hallan formadas por
chaperoninas (polipéptidos idénticos entre sí), dispuestos en torno a un
compartimento central. La proteína se acomoda en su interior para quedar
aislada de los componentes citosólicos, lo que asegura su pegamiento
correcto.
Finalmente la proteína se libera de la chaperona y fija su residencia en el citosol.
Ambas chaperonas consumen energía, que la provee el ATP. Luego de concluir
sus funciones las chaperonas quedan libres y pueden volver a usarse.
 CUANDO LA PROTEÍNA ES DESTINADA AL NÚCLEO: antes de atravesar los poros
de la envoltura nuclear las proteínas experimentan procesos semejantes a los
descriptos para las proteínas citosólicas, además algunas se asocian a chaperonas
de la familia hsp90.
 Las proteínas DESTINADAS A MITOCONDRIAS y PEROXISOMAS, mientras se
sintetizan en los ribosomas y son trasladadas a dichos organoides permanecen
parcialmente desplegadas por chaperonas hsp70.
 Las proteínas DESTINADAS AL RE, prácticamente no entran en contacto con el
citosol y se pliegan luego de incorporarse al organoide. Recordemos que en éste
último caso la proteína comenzó su síntesis en los ribosomas libres, pero el péptido
señal reconocido por la PRS (al que se une por el NAC), indica que debe
trasladarse al RE para terminar allí la síntesis. Entonces se trata de una proteína
cuyo destino puede ser:
190
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Proteínas de exportación, Ej.:
-Enzimas secretadas al duodeno por el páncreas.
-Enzimas secretadas al estómago por las glándulas gástricas.
-Todas las hormonas.
 Proteínas destinadas a las membranas intracelulares, Ej.:
-Proteínas para las membranas del retículo endoplásmico.
-Proteínas para las membranas del aparato de Gogli.
-Proteínas para la membrana plasmática.
 Proteínas que se incorporan a los lisosomas, Ej.:
-Las enzimas lisosomales.
polirribosomas libres
subunidades inactivas
polirribosomas adheridos al RER
191
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
NÚCLEO
Es el organoide celular que:
 Contiene la INFORMACIÓN GENÉTICA, es decir los factores hereditarios que
dan los rasgos característicos al organismo.
 Está implicado en todas las funciones de la célula.
 Interviene en el control y regulación de las actividades celulares.
 Está presente “al menos en alguna etapa” de la vida de todas las células
eucariotas (como sucede con el eritrocito).
Puede tener distintas formas en las diferentes células:
 Esférica (como en células epiteliales cúbicas).
 Elíptica.
 Ovalada.
 Arriñonada.
 Multilobulada (en neutrófilos).
 En herradura.
 Cuboideo.
 Polimorfo.
 Aplanado (células epiteliales planas).
En general
acompaña
la forma de
la célula
Por célula puede haber:
 Ninguno: célula anucleada. Ej.: eritrocito.
 Uno: célula mononucleada. Ej.: neurona.
 Dos: célula binucleada. Ej.: algunos hepatocitos, cel. cartilaginosas,
fibroblastos.
 Muchos: célula multinucleada - Ej.: células del músculo estriado esquelético,
leucocitos.
Puede estar ubicado en la célula en forma:
 Basal
 central
 periférica
 excéntrica
(como
en
adipocitos
plasmocitos).
o
Todas estas
características cambian
con el tipo celular, pero
se mantienen
constantes dentro de un
mismo tipo celular.
 Tamaño núcleo: 3 a 5 μm
 La proporción núcleo/citoplasma es 1/4 o 1/5.
Esta relación puede modificarse en algunos tipos celulares y varía conforme a la
célula.
Ej.: linfocito y espermatozoide son células con escaso citoplasma, donde la relación cambia a ½.
También es importante la ruptura de esta relación en las células cancerosas donde la relación se
vuelve ½.
192
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Ejemplos de células con núcleos particulares:
Plasmocito
Tinción: el núcleo es muy basófilo debido al contenido en ácidos nucleicos, se tiñe
con colorantes básicos como hematoxilina o azul de toluidina y se lo observa de
color azul/violeta.
EN EL COMPARTIMENTO NUCLEAR SE LOCALIZAN
 46 cromosomas, cada uno formado por una sola molécula de ADN.
 Varías clases de ARN mensajeros, ribosómicos, de transferencia y pequeños.
 El nucléolo, donde se localizan los genes de los ARNr (“organizador
nucleolar”) y los ARNr recién sintetizados formando ribosomas.
 Diversas proteínas: las que regulan la actividad de los genes, las que
procesan los ARN, las que se combinan con los ARNr en el nucléolo, las enzimas
ADN y ARN polimerasas. Todas estas proteínas han debido ingresar al núcleo
por los poros, ya que siempre la síntesis proteica es citosólica, nunca se forman
proteínas en el núcleo.
Todos los elementos que nombramos se hallan dispersos en la matriz nuclear o
nucleoplasma.
Según el momento del ciclo celular
en el que se encuentre la célula
(interfase o división), vamos a
encontrar diferentes morfologías
nucleares, ya que el núcleo es
parte de dichos procesos y sufre
modificaciones.
La interfase es el periodo de vida
celular normal en el que la célula
crece, sintetiza proteínas, etc. La
célula si no está en mitosis, está
en interfase.
193
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Sus Componentes durante la interfase son:
1. Cromatina (ADN + a histonas).
2. Nucleoplasma, jugo nuclear, carioplasma o cariolinfa.
3. Nucléolo.
4. Envoltura o membrana nuclear o carioteca.
COMPOSICION QUÍMICA DEL NÚCLEO
-Ácidos nucleicos (ADN y ARN).
-Proteínas básicas (histonas y protaminas) y no histónicas.
-Sales de Ca, Mg, Fe, Zn.
¡Repasamos ácidos nucleicos! Diferencias entre ADN y ARN:
ADN
ARN
Localización
Cadena
Tipos
Composición
química de
cada
monómero
(nucleótido)
Origen
Función
194
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 CROMATINA
Se denomina así al material Feulgen (+) que se visualiza en interfase (en mitosis no
se ve como cromatina sino que ésta se condensa -enrrolla- al punto de que se ve
como “cromosomas”). Es una nucleoproteína, constituida por ADN más proteínas
básicas llamadas HISTONAS y también no histónicas o acídicas. Éstas integran un
grupo heterogéneo formado por distintas clases de proteínas que en su mayoría
son reguladoras de la expresión genética.
Las histonas poseen una alta proporción de lisinas y argininas, aminoácidos
cargados positivamente, esto favorece la unión de las histonas con las moléculas
de ADN, en las que predominan las cargas negativas.
Durante el período de división celular, la cromatina se compacta enrollándose
sobre sí misma formando los cromosomas (cromatina compactada).
La cromatina es el material del que están compuestos los cromosomas.
 La totalidad de la información genética depositada en las moléculas de ADN
se denomina GENOMA  conjunto de todos los genes de un célula.
Esta información rige la actividad de todo el
organismo desde el primer instante del desarrollo
embrionario hasta la muerte, también de esta
información depende la inmunidad o la
predisposición del organismo a determinadas
enfermedades.
Los ADN de los 46 cromosomas contienen en
conjunto unos 6 x 109 pares de nucleótidos. En
promedio una molécula de ADN de un
cromosoma humano completamente extendida
mediría 4 cm de largo  lógicamente 46
moléculas de tamaña longitud no podrían ser
contenidas en el núcleo (no sólo por el espacio,
también por los enredos). La célula ha resuelto el
cromosomas
sonde
cromatina
problema haciendo que la molécula de ADN se enrolleLos
sobre
sí misma
forma
superenrrollada. Esto sucede cuando
muy organizada.
la célula se va a dividir.
El grado de enrollamiento varía según el momento del ciclo:
o Es mínimo durante la interfase  en esta etapa se observa la cromatina más
o menos enrollada.
o Es máximo cuando la célula se apresta a dividirse  se observan los
cromosomas, la forma máxima de enrollamiento de la cromatina.
195
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
ESTRUCTURA DE LA CROMATINA
Existen cinco clases de histonas, llamadas: H1, H2A, H2B, H3 y H4. Las cuatro últimas
se llaman histonas nucleosómicas porque la molécula de ADN se enrolla en torno
de ellas para formar los nucleosomas, que constituyen las unidades básicas del
enrollamiento cromatínico.
En cada nucleosoma las
histonas nucleosómicas se
asocian
y
forman
una
estructura octamérica (que es
el núcleo del nucleosoma)
compuesta por 2 H2A, 2 H2B, 2
H3 y 2 H4.
El octámero adopta la forma de un cilindro de 10nm de diámetro y se halla
envuelto por un tramo de ADN que recorre su circunferencia casi dos veces, cada
vuelta equivale a 81 pares de nucleótidos y en total el segmento de ADN asociado
al nucleosoma es de 146 pares de nucleótidos
Las dos vueltas del ADN se fijan al núcleo del nucleosoma gracias a la histona H1, y
el complejo formado por el nucleosoma + la histona H1 se denomina
cromatosoma. El segmento de ADN que se le asocia es de 166 pares de
nucleótidos.
10 nm
Cromatina, también llamada “fibra de 10 nm”
En la cromatina existen dos proteínas accesorias ambas ácidas que asisten a las
histonas para que se liguen entre sí, se llaman proteína N1 y nucleoplasmina. La
primera asocia H3 con H4 y la segunda H2A con H2B. Son proteínas ligadoras.
Los cromatosomas están separados entre sí por tramos de ADN llamados
espaciadores, de longitud variable, que contienen entre 20 y 60 pares de
nucleótidos.
196
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Esta alternancia entre cromatosomas y segmentos espaciadores le da a la
cromatina el aspecto de un "collar de cuentas". A esta estructura también se la
llama “fibra de 10 nm”.
Comúnmente un gen tiene 10.000 pares de nucleótidos, entonces posee alrededor
de 50 cromatosomas, separados por otros tantos ADN espaciadores.
Para que la cromatina pueda ser contenida en el pequeño espacio que el núcleo
le ofrece, debe experimentar nuevos y sucesivos grados de enrollamientos, cada
vez mayores:
La fibra de diez nanómetros se enrolla sobre un eje helicoidal (como el cable de un
teléfono) y da lugar a una estructura llamada solenoide, de 30 nm de diámetro.
Este enrollamiento depende de las histonas H1 que se unen entre sí. Cada vuelta
del solenoide contiene a seis cromatosomas.
30nm.
Solenoide.
Fibra de 30nm.
La cromatina se compacta todavía más
 la fibra de 30nm al volver a enrollarse
forma lazos de variada longitud que
nacen de un eje constituido por proteínas
no histónicas.
Los dos extremos de cada lazo se sujetan
a ese eje por secuencias de ADN
llamados SAR (Scaffold Associated
Regions).
Se considera que cada lazo constituiría
una unidad de replicación del ADN y
probablemente
una
unidad
de
transcripción, o sea un gen.
Finalmente esta estructura de “lazos de
cromatina” se sigue enrollando sobre sí
misma para formar el cromosoma.
 Las histonas aumentan el plegamiento
y condensación del ADN, por lo cual se
cree que las histonas reprimen la
actividad génica del ADN, ya que dicha asociación le quita la capacidad de
actuar como molde para la síntesis de ARNm.
Para que el ADN pueda expresarse (ser leído y copiado en ARNm), debe estar
desenrrollado. La cromatina durante la interfase, adopta distintos grados de
enrollamiento, que están en relación directa con la actividad transcripcional del
ADN.
197
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El enrollamiento es mínimo durante la interfase porque la síntesis de ARN es alta.

La cromatina menos compactada es la que posee el ADN
transcripcionalmente activo, es decir el ADN que sintetiza moléculas de ARN. Los
sectores de ADN “chatarra”, que no expresan genes, se encuentran más
enrollados, lo que habla de poca o nula actividad transcripcional.
M.O: Coloracion: se colorea intensamente con colorantes básicos como
hematoxilina, azul de toludina o azul de metileno y la vemos color azul-violeta.
Microscopio Electrónico: se la observa como un “collar de cuentas”, donde cada
“cuenta” es un CROMATOSOMA.
¡COMPLETAR!
Grados de enrollamiento de la cromatina  poner el nombre correspondiente:
 Según el grado de enrollamiento en cada caso, la cromatina puede
encontrarse en las células como:
 Cromatina Laxa o Eucromatina  desenrollada.
 Cromatina Densa o Heterocromatina:
o
o
Constitutiva  siempre enrollada.
Facultativa  enrollada, pero con la facultad de desenrollarse y formar
eucromatina.
198
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Cromatina Laxa o Eucromatina
Representa a la porción menos compactada de la cromatina. En ella el ADN está
estirado para facilitar la transcripción de ARN mensajero, esto facilita la expresión
de la información genética. ¡Este ADN abarca sólo alrededor del 10% del genoma!
A la eucromatina se la puede encontrar en células con activa síntesis de proteínas.
Contiene ADN de secuencia única, de repetición moderada, o repetido
intercalado con ADN de secuencia única.
Dato: existen tipos de ADN según las secuencias de nucleótidos que presentan.
El 75% del ADN se halla representado por secuencias de nucleótidos no repetidas (copias únicas) o
que se repiten pocas veces. En esta parte se localizan los sectores funcionales del ADN, es decir los
genes (que abarcan alrededor del 10% del ADN). El 25% del ADN restante corresponde a
secuencias de nucleótidos que se repiten muchas veces. Las funciones del ADN repetitivo se
desconocen, pero no se descarta que desempeñen algún papel en el mantenimiento de la
estructura de los cromosomas.
Cromatina densa o Heterocromatina
Representa a la porción condensada de la cromatina que se observa en los
núcleos durante la interfase, profase y telofase.
En ella el ADN está plegado, arrollado o fruncido, no permitiendo la transcripción a
ARNm, se duplica más tardíamente y decimos que es ‘genéticamente inactiva’,
desde el punto de vista transcripcional.
A esta categoría pertenece toda la heterocromatina y también el sector de la
eucromatina donde el enrollamiento se halla en un grado intermedio entre la
eucromatina transcripcionalmente activa y la heterocromatina.
Se la encuentra en células con escasa síntesis de proteínas.
A su vez, ésta puede ser:
 Heterocromatina Constitutiva: se denomina así a la cromatina altamente
condensada, formada por una variedad de ADN constituido por secuencias de
nucleótidos muy repetidas o redundantes. Se halla de manera constante en todos
los tipos celulares, como un componente estable del genoma y no es convertible
en eucromatina. No tiene actividad génica: esta variedad de cromatina
representa regiones con información genética que la célula no necesita transcribir.
A esta categoría pertenece la mayor parte de la cromatina que forma:
 Los brazos cortos de los cromosomas acrocéntricos (a excepción de la
cromatina correspondiente a la constricción secundaria donde se localizan los
genes del ARN ribosómico 45 S)
 Los centrómeros (heterocromatina centromérica)
 La del brazo largo del cromosoma Y
199
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Dato: el centrómero está constituido por heterocromatina constitutiva, pero se ha comprobado
que entre el ADN repetitivo están los genes que codifican las proteínas del cinetocoro.
Se cree que la función de esta cromatina es conservar el orden estructural del
núcleo y proteger a las regiones genéticamente activas. Durante la interfase, se
distribuye:
a) Formando gránulos que se llaman cariosomas.
b) Alrededor del nucléolo.
c) En la cara interna de la membrana nuclear (heterocromatina periférica), junto a
los laminofilamentos (Filamentos Intermedios de laminina).
 Heterocromatina Facultativa: es la que se detecta en localizaciones que varían
en los distintos tipos celulares y en las sucesivas etapas de diferenciación de una
célula dada, de modo que sectores que aparecen como heterocromatina en un
tipo celular o en una etapa de su diferenciación, en otros tipos celulares o en otras
etapas se presentan como eucromatina.
Un ejemplo de este tipo de cromatina es la llamada “cromatina sexual” o
“corpúsculo de Barr”.
Para entender el ejemplo, debemos repasar:
En el organismo humano, encontramos dos tipos de células:
1) Somáticas o diploides o 2n: formadas por 46 cromosomas distribuidos en 23
pares.
-En el varón tenemos: 44 cromosomas somáticos + el par sexual XY.
-En la mujer tenemos 44 cromosomas somáticos + el par sexual XX.
Son todas las células del cuerpo, salvo las gametas.
2) Sexuales o haploides o n: formadas por 23 cromosomas simples (no hay pares).
Son las gametas:
-En el varón es el espermatozoide con 22 cromosomas somáticos y el cromosoma
sexual que puede ser X o Y.
-En la mujer es el óvulo con 22 cromosomas somáticos y el cromosoma sexual X.
CROMATINA SEXUAL o CUERPO DE BARR
Representa un cromosoma sexual X de las hembras de los mamíferos que se
inactiva genéticamente por un proceso de compactación o enrollamiento 
heterocromatinización.
Al comienzo de la vida embrionaria ambos cromosomas sexuales X de las células
somáticas se encuentran desenrollados. A la semana de la fecundación uno de
ellos se compacta en las células trofoblásticas, es decir la futura placenta. Dos
semanas después lo hace en las restantes células embrionarias. En embriones
200
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
humanos femeninos el corpúsculo de Barr se puede ver desde los 16 días de
gestación.
El cromosoma X compactado permanece así en todas las células femeninas
somáticas (no en las germinativas) hasta la muerte.
Como varía con el tipo celular, en algunas células aparece
heterocromatina facultativa y en otros aparece como eucromatina
como
¡IMPORTANTE!
-Este corpúsculo fue descripto por Barr y Bertrand en 1947 en núcleos interfásicos
de mamíferos hembras, destacando que no se hallaban en los machos.
-Primero se lo observó en neuronas de gatos, pero en 1953 Barr demostró su
existencia en células de ganglios linfáticos humanos.
-También hoy se sabe que la inactivación del cromosoma X no es total y que sólo
una parte del mismo se condensa para formar el corpúsculo.
A diferencia de la heterocromatina constitutiva que permanece condensada en todos
los tipos de células, esta heterocromatina facultativa sólo se condensa en las células
somáticas, pero no en las germinales
Tiene diferente disposición según el tipo de células y se lo puede observar adherido
a la envoltura nuclear con aspecto de "tienda de campaña" o como bastoncito
en forma de "palillo de tambor"
El número de corpúsculos de Barr por núcleo corresponde al número de
cromosomas X (del par sexual) menos 1.
 Hembra  XX, por lo tanto 2X - 1 = 1 corpúsculo de Barr
 Macho  XY, por lo tanto 1X - 1 = 0 corpúsculo de Barr
Dibujamos:
Mujer normal
Varón normal
Situación anormal
Datos finales:
 El cromosoma X heterocromático es genéticamente inactivo. Se cree que este
cromosoma se heterocromatiniza para salvar la diferencia de información
genética que tiene la mujer respecto al varón por tener éste último uno de sus
cromosomas sexuales “incompleto” (el Y).
201
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 El estudio de la cromatina sexual tiene gran importancia médica, ya que
permite relacionar anomalías cromosómicas y anormalidades congénitas. Se
estudia preferentemente en células epiteliales de mucosa bucal y vaginal y en
leucocitos neutrófilos.
 NUCLEOPLASMA O JUGO NUCLEAR O CARIOPLASMA O CARIOLINFA
 Es la fracción soluble, una masa clara e incolora que contiene material
amorfo de consistencia viscosa.
 Químicamente es un sistema coloidal con agua como fase dispersante
donde se hallan los demás componentes nucleares.
 Sus componentes son: agua, sales, proteínas, fosfatos y enzimas, entre ellas
todas las involucradas en la transcripción.
 Ocupa los espacios que quedan entre los nucléolos y la cromatina
“Es el sitio donde se llevan a cabo las principales reacciones enzimáticas del núcleo:
duplicación del ADN, transcripción de los tres tipos de ARN y su correspondiente
procesamiento”
 NUCLÉOLO
Es un corpúsculo denso, generalmente esférico y de márgenes irregulares. No está
circunscripto por una membrana, se lo visualiza fácilmente al MO, es fuertemente
basófilo por su contenido en ARN.
También está constituido por proteínas básicas, polinucleótidos, enzimas y
fosfoproteínas.
Generalmente se ubica en la parte central del núcleo, presenta entre 0,5 a 2
micras de diámetro. Presentan tamaño variado y por núcleo puede haber uno o
más
FUNCIÓN: El nucléolo es el sitio donde se sintetizan las subunidades de los
ribosomas, por lo tanto en células que sintetizan muchas proteínas los núcleos son
grandes y presentan uno o varios nucléolos prominentes.
 En general, no contiene ADN por lo tanto es Feulgen (-).
 Sin embargo se observa una porción de cromatina adherida al nucléolo y se
llama cromatina asociada al nucléolo que es Feulgen (+). Esta cromatina
asociada corresponde a las porciones de ADN llamadas organizadores
nucleolares, ya que alrededor de ellas se organiza el nucléolo por contener los
genes con información para la síntesis de los ARNr.
202
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Son zonas que durante la división celular -cuando se forman los cromosomas- se
observan en las constricciones secundarias de los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22
(los acrocéntricos).
Al MO: son homogéneos o con vacuolas. Se los puede observar adheridos a la
membrana nuclear. Son digeridos por la enzima ribonucleasa debido al contenido
en ARN.
Al ME: se distinguen dos sectores:
1-) Una región fibrilar o filamentosa (central): contiene un filamento cromatínico de
ADN donde se encuentran los genes que codifican para ARN ribosomal. Es el
organizador nucleolar. También se lo puede llamar AgNOR porque se tiñe con
plata (NOR = región de organizador nucleolar)
 Aquí se transcribe el ARNr 45S y se producen los primeros pasos de su
procesamiento, que implica cortarlo para dar sus tres derivados: el 5,8S; el 18S y el
28S. El ARNr 5S en cambio se sintetiza en el nucleoplasma o jugo nuclear.
2-) Una región granular (periférica): allí se forman las subunidades de los ribosomas
por unión del ARNr + proteínas ribosomales que llegan desde el citoplasma.
Aquí encontramos las subunidades de los ribosomas en distintos estadíos de
procesamiento. Esta región y por ende el nucléolo no se hallan envueltos por
membrana.
 Podemos decir entonces, integrando conceptos:
Una célula con intensa actividad de síntesis proteica presentará un núcleo con
abundante eucromatina, uno o varios nucléolos voluminosos y un citoplasma muy
basófilo por la presencia de ribosomas (gran ergastoplasma). También poseerá
muchas mitocondrias ya que la síntesis proteica requiere gran gasto energético.
El nucléolo se encuentra en cantidad y tamaño variable dependiendo de la
intensidad de síntesis de proteínas de la célula. Desaparece durante la mitosis.
Ej: plasmocitos, neuronas y células cancerosas son células con nucléolos muy
evidentes.
203
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 ENVOLTURA NUCLEAR
Es una diferenciación del sistema de endomembranas y está comunicada con el
RE
Distinguimos en ella:
 Membrana externa
se continúan a nivel de los poros.
 Membrana interna
 Cisterna perinuclear, que es el espacio que queda entre ambas.
 Complejo del poro, formado por varias proteínas o “subunidades”.
 Membrana externa
Presenta ribosomas en la superficie que mira hacia el citoplasma y está conectada
con el RE. Las proteínas sintetizadas en estos ribosomas se incorporan a las
membranas de la envoltura nuclear o se vuelcan al espacio perinuclear.
 Membrana interna
Contacta con la cromatina (heterocromatina periférica) y también está revestida
hacia el interior por una lámina proteica fibrosa o “lámina nuclear” de 10 a 20 nm
de espesor.
Repasamos: Lámina nuclear  es una delgada malla de laminofilamentos entrecruzados,
que se interrumpe sólo a la altura de los poros. Son Filamentos Intermedios, componentes
del citoesqueleto.
204
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Le otorga resistencia a la carioteca y establece su forma, generalmente esférica.
Ambas estructuras se desarman al comienzo de la mitosis y reaparecen cuando
ésta concluye al formarse los nuevos núcleos en las células hijas.
Recordemos que la envoltura nuclear se halla reforzada por dos armazones de
filamentos intermedios, que se encuentran: uno adosado a su superficie interna -la
lámina nuclear- y otro situado sobre la cara citosólica de la membrana externa.
Al MO: los ribosomas y la heterocromatina son basófilos por eso membrana nuclear
aparece como una fina línea de color azul. Es una “técnica de tinción indirecta”.
 Cisterna perinuclear
Es el espacio que queda entre la membrana externa y la interna de
aproximadamente 15nm. Entre las cisternas y uniéndolas encontramos el…
Complejo del poro
envoltura
nuclear
se
halla
interrumpida por poros en ciertos
sectores, donde las dos membranas
nucleares se ponen en contacto.
Cada envoltura nuclear presenta
entre 3000 a 4000 poros.

La
Lámina
nuclear
Al
ME comprobó que:
Cada poro está rodeado por un
anillo o “estructuras anulares”, que son un conjunto de proteínas que rodean a
cada poro. Estas proteínas se llaman en conjunto nucleoporinas, y las agrupamos
en 4 TIPOS:
1) Pared cilíndrica integrada por 8 columnas proteicas (o subunidad columnar),
alrededor de las cuales la membrana externa de la carioteca se continúa con la
membrana interna. En el lado externo los extremos de las columnas proteicas
componen un anillo, que constituye la boca externa del poro nuclear, algo similar
ocurre del lado de la membrana interna.
2) Proteínas de anclaje (o subunidad luminar): amarran las columnas a la envoltura
nuclear. Cada proteína de se adhiere a una de las columnas, atraviesa la
membrana de la envoltura y su extremo opuesto sobresale en el espacio
perinuclear.
3) Una serie de proteínas radiales (o subunidad anular) que nacen en las columnas
y se proyectan hacia el centro del poro. Dado que se acortan y se alargan,
permiten que el complejo del poro se comporte como un diafragma.
205
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 El complejo del poro mide alrededor de 100 nm de diámetro y 30 nm de
espesor, pero las proteínas radiales reducen su luz y lo convierten en un orificio con
un diámetro que fluctúa entre 9 y 25 nm.
4) Fibrillas proteicas que nacen de los
anillos externo e interno y se
proyectan hacia el citosol y núcleo
respectivamente.
A lo largo de las fibrillas se alinean
proteínas implicadas en el pasaje de
moléculas a través del poro.
NSL
Proteína
Importina
A través del poro pasan iones y
moléculas pequeñas y grandes en
ambas
direcciones.
Las
macromoléculas como las proteínas
para pasar deben provocar la
dilatación del poro, lo cual consume
energía, en cambio los iones y
moléculas pequeñas se transfieren en
forma pasiva.
Para las proteínas nucleares sintetizadas en los ribosomas libres, debemos saber
que:
La entrada de proteínas al núcleo sólo es posible para las que contengan un
péptido señal llamado NSL (señal de localización del núcleo) que debe ser
reconocido por una proteína denominada importina ubicada en el citosol.
La importina es un alfa-beta heterodímero cuyas dos subunidades actúan
secuencialmente: La alfa-importina se liga al péptido señal y la beta-importina se
une a la subunidad alfa y forja la translocación de la proteína por el poro. En este
transporte activo se gasta un GTP.
Ambas importinas ingresan en el nucleoplasma junto con la proteína, pero se
independizan luego de la translocación y regresan al citosol separadamente.
206
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Algunos datos más:
 La responsable de la apertura del diafragma seria la B-importina.
 En el proceso de translocación la importina es guiada por las nucleoporinas de
las fibrillas proteicas.
 A diferencia de las proteínas destinadas a las mitocondrias y a los peroxisomas,
éstas se pliegan en el citosol apenas abandonan los ribosomas.
 En algunos fenómenos relacionados a las proteínas nucleares participan las
chaperonas HSP90
 Las proteínas que salen del núcleo también dependen de señales específicas
para atravesar los poros y regresar al citosol. Sus péptidos se llaman NES (señal
para la exportación del núcleo) y participan exportinas.
 Además, en algunos transportes participan transportinas.
FUNCIÓN: el complejo del poro permite el intercambio de sustancias, entre el
núcleo y el citoplasma:
 Desde el núcleo al citoplasma pasan las subunidades ribosomales y los ARN
transcriptos y ya procesados.
 Desde el citoplasma al núcleo pasan:
1- Proteínas reguladoras de la expresión de los genes.
2- Proteínas enzimáticas, para la síntesis y reparación del ADN y síntesis de ARN.
3- Proteínas estructurales, para la formación de nucleosomas (ej histonas),
ribosomas, etc.
4-Nucleótidos fosforados: ATP, GTP, CTP, UTP quienes aportan energía para los
procesos de síntesis en el núcleo.
Estos pasajes son selectivos
Ej: No permite la entrada de ribosomas hacia el núcleo, pero sí la salida de las
subunidades ribosomales sintetizadas en el nucléolo. Esto es porque no deben
sintetizarse nunca proteínas dentro del núcleo: es una reacción enzimática muy
compleja que podría dañar los frágiles componentes nucleares.
 La envoltura nuclear está presente en la interfase, pero desaparece durante la
prometafase, que es una de las etapas de la mitosis.
207
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Las proteínas poseen muchísimas y muy
variadas funciones en las células: dirigen y
regulan su metabolismo, determinan la
estructura y función de las mismas. La síntesis
de proteínas es por tanto un proceso muy
importante y complejo, que se lleva a cabo
en varias etapas que comienzan en el núcleo
y luego se siguen en el citoplasma.
Recordemos el dogma de la biología celular
que dice que el ADN es el depositario de toda
la información necesaria para tal proceso, el
cual por transcripción es copiado en ciertos
sectores -llamados genes- en una molécula de
ARNm. No todo el ADN es genéticamente
activo: algunos sectores se transcriben y otros
no. Los que se transcriben son los GENES. Luego el ARNm ya copiado en el núcleo
sigue un procesamiento en el que se le hacen pequeños cambios para madurarlo,
también en el núcleo. Finalmente el ARNm maduro sale del núcleo y se dirige al
citoplasma donde los ribosomas se le unen y “lo leen” para sintetizar finalmente la
proteína en un proceso llamado traducción.

Este es el “dogma de la biología celular”
Entonces un GEN es un segmento de ADN que posee una secuencia lineal de
bases nitrogenadas (nucleótidos) que funcionan como un código de barras  que
tiene información para copiarse en un ARN, y por lo tanto para formar una
proteína específica.
 Los genes son las unidades básicas de la herencia. Se ubican en un lugar
específico del cromosoma que se denomina “locus”. Para designar varios lugares
se usa la palabra “loci” (es el plural de locus).
 Las proteínas cumplen las funciones codificadas en los genes.
 Esta información debe “expresarse” y para ello ocurre la síntesis de proteínas.
 Una célula posee los recursos necesarios para sintetizar unas 10.000 proteínas
distintas
 La información está codificada en un alfabeto de cuatro letras: A T C G
208
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Veamos más de cerca lo que sucede:
Como sabemos el ADN está formado por 2 cadenas, cada una integrada por una
secuencia lineal de nucleótidos. La parte más importante del nucleótido, y la que
los diferencia entre sí, es la base nitrogenada. Entonces cada cadena del ADN
posee una secuencia lineal de bases nitrogenadas, cuya combinación es
totalmente azarosa. Cada tres bases nitrogenadas tenemos un “Triplete”. Durante
la transcripción, se copia una de las cadenas del ADN, y se sintetiza una molécula
de ARN que posee bases complementarias a la del ADN (pero frente a una A, se
copia una U, no una T). Entonces cada triplete se copia como un “Codón”
(conjunto de tres bases del ARNm). Finalmente el ribosoma cuando lee el ARNm
por cada codón que lee, agrega UN aminoácido a la proteína en crecimiento 
cada codón codifica para un aa distinto.
A pesar de que existen muchísimas proteínas, todas están formadas por la
combinación de 20 aminoácidos; lo que las hace diferentes es el tipo y la
secuencia de aa que presentan, lo que se conoce como estructura primaria.
Podemos decir entonces que esta secuencia de aa que define a la proteína, está
codificada en la secuencia de codones del ARNm, que en definitiva está
codificada en la secuencia de tripletes del ADN. Por eso el ADN es el “cerebro” y
depositario de toda la información de la célula.
CÓDIGO GENÉTICO
El código genético representa al conjunto de códigos de tres bases adyacentes
del ARNm que informan para cada aminoácido. Este código es el “diccionario”
que necesita el ribosoma para traducir el mensaje de codones a aminoácidos.
209
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El código genético es:
 Universal: porque todos los seres vivos sintetizan proteínas siguiendo el mismo
código: un codón especifica para un misma aa en una bacteria, un vegetal, o el
hombre.
 Colineal: porque implica la relación entre dos secuencias lineales que se
correponden: la de codones y la de aa.
 Degenerado: porque la 3er base de cada codón “se degenera”. Esto significa
que en muchos casos no importa mucho cuál es la tercer base de cada codón ya
que termina codificando para el mismo aa. Ej: Si tenemos en cuenta algunos
ejemplos de codones y su correspondiente aminoácido:
UUU= fenilalanina
UUC= fenilalanina
UUA= leucina
UUG= leucina
UCU= serina
UCC= serina
UCA= serina
UCG= serina
Phe: fenilalanina; Leu: leucina; Ser: serina; Tyr: tirosina; Cys: cisteína; Trp: triptófano;
Pro: prolina; His: histidina; Gin: glutamina; Arg: arginina; Ile: Isoleucina; Met:
metionina; Thr: treonina; Asn: asparragina; Lys: lisina, Val: valina; Ala: alanina; Asp:
acido aspártico; Glu: acido glutámico; Gly: glicina.
Vemos que hay más de un codón para el mismo aminoácido, es decir que
algunos codones se comportan como sinónimos. Generalmente los codones
que representan a un mismo aminoácido se parecen entre sí y es frecuente que
sólo difieran en el tercer nucleótido. La baja especificidad de este nucleótido ha
llevado a decir que existe una “degeneración” en la tercera base de la
mayoría de los codones.
210
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Los nucleótidos del ADN pueden tener cuatro
bases, lo cual se conoce como un alfabeto de
cuatro letras, con el cual se escriben palabras de
tres letras llamadas tripletes. Si hacemos 43
tenemos la posibilidad de formar 64 palabras
distintas, que serían los 64 codones. Pero sólo hay
20 aminoácidos, por lo tanto hay más codones
que aminoácidos.
¡Respecto a los codones!
Del total de 64 codones:
El ordenamiento de los aa
en la proteína es un reflejo
de la secuencia de tripletes
del ADN.
Al cambiar el orden de los
nucleótidos del ADN,
cambiará el ordenamientos
de los aa en la proteína,
entonces decimos que ADN
y proteína son colineales.
 61 codones codifican para los 20 aa posibles de las proteínas. Uno de ellos
“AUG” además de codificar para un aa (metionina) es el famoso “codón de
iniciación”  es el que le dice al ribosoma que allí comienza la secuencia que
debe leer. Entonces toda proteína comenzaría con el aa metionina, pero esto no
es así porque luego este aa es liberado por hidrólisis. El codón AUG en cualquier
otra posición simplemente codifica para metionina.
 3 codones no codifican para ningún aminoácido. Son los llamados “codones
de terminación”  nos indican que finaliza la cadena proteica, son: UAA, UAG y
UGA. Cuando el ribosoma se encuentra con alguno de estos 3 codones, se
desprende del ARNm y la proteína queda liberada, finalizando la traducción.
Ejemplo de ejercicio:
Cadena del ADN:
5’ ATG TTC GTA CCG TAT AGT TGA 3’
3’ TAC AAG CAT GGC ATA TCA ACT 5’

Cadena del ARNm:
5’ AUG UUC GUA CCG UAU AGU UGA 3’
Con los datos del código genético nos queda la siguiente secuencia de aa:

NH2-
(Met)- Phe - Val- Pro - Tyr - Ser
-COOH
Atención: fijémonos que podemos ir agregando algunos datos:
 Sólo una de las cadenas del ADN se copia (en este caso la que está en
negrita). La otra no se lee. La que no se lee es la que termina siendo idéntica a
la secuencia del ARNm resultante (cambiando las T por U), por lo tanto es la
cadena llamada “sense” o “con sentido”. La cadena que es leída es la “no
sense” o “sin sentido”.
211
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Siempre la cadena del ADN que se expresa, se lee en sentido 3’ a 5’, y la
cadena de ARNm naciente, se sintetiza en sentido 5’ a 3’. La transcripción es
llevada a cabo por una enzima llamada ARN polimerasa, y como toda
“polimerasa” sólo sabe leer en sentido 3’5’ y por lo tanto sintetizar en sentido
5’3’.
 El ribosoma luego para producir la proteína lee la cadena del ARNm de 5’ a
3’ y la proteína naciente comienza desde el extremo amino (-NH2) hacia el
extremo carboxilo (-COOH).
ETAPAS DE LA SÍNTESIS
La síntesis de proteínas ocurre principalmente en la fase G1 del ciclo celular,
requiere de un mediador entre el ADN y las proteínas que es el ARNm.
Este proceso se realiza mediante:
*Este proceso ocurre en un único sentido, excepto en los retrovirus (Ej: VIH) en los que se da el
proceso contrario  de ARN a ADN, catalizado por la enzima transcriptasa inversa o reversa.
 La transcripción utiliza como enzima a la ARN polimerasa.
La traducción posee como enzimas a un conjunto de proteínas llamadas
“factores de iniciación, elongación y terminación” según veremos más adelante.
Son en definitiva las proteínas que están formando parte de los ribosomas.
Además se esquematiza arriba el proceso de la Replicación que es la
capacidad que tiene el ADN de copiarse a sí mismo cuando debe duplicarse para
entrar en mitosis la célula. En este proceso interviene la ADN polimerasa y lo
veremos en su momento.
TRANSCRIPCIÓN
Es la síntesis de ARN en sentido de 5’ a 3’ a partir de segmentos específicos (genes)
de una de las cadenas del ADN (la “no sense”) que es leída de 3´a 5´.
Atención!! Convencionalmente la cadena 5’ a 3’, no sólo es usada para señalar
la dirección de la síntesis del ARN sino también para definir la secuencia del gen.
O sea que sobre la cadena que se lee, hablamos de “extremos 5’ y 3’” mirando
en realidad la dirección que tiene el ARN naciente, no la verdadera dirección
que tiene esa cadena molde (que es al revés).
212
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Existen tres tipos principales de ARN que participan en la síntesis proteica y todos se
forman por transcripción. Una vez transcriptos se unen a proteínas y nos forman las
ribonucleoproteínas.
Son:
 ARNm: es el que copia los tripletes de un gen, sale del núcleo y lleva la
información cedida por el ADN en forma de bases complementarias a las de
los tripletes -ahora llamados codones- y que informan para los aa.
 ARNr: junto a las proteínas ribosomales forma la estructura de los ribosomas.
 ARNt: transporta los aa desde el citoplasma a los polirribosomas donde se
está formando la proteína. Tiene forma de trébol, en una asa transporta el aa y
en otra asa el “anticodón”.
Además de estos tres tipos de ARN, existen otros tres de tamaño pequeño:
 ARN pequeños nucleares (ARNpn) que forman el “spliceosoma” (ver
procesamiento del ARNm más adelante).
 ARN pequeños citosólicos (ARNpc) que pertenecen a la PRS (partícula de
reconocimiento de la señal).
 ARN de la telomerasa: complejo ribonucleoproteico que reside en el núcleo.
La transcripción ocurre en el núcleo celular y no ocurre sobre todo el ADN sino
sobre determinados segmentos que llevan la información útil = los genes.
Para que esto suceda se requiere de:
1) Enzimas: se llaman ARN polimerasas: catalizan las uniones fosfodiéster entre dos
nucleótidos.
I = actúa en la transcripción de ARNr 45 S
II = actúa para la transcripción del ARNm y la mayoría de los ARNpn
III = actúa para la transcripción de los ARNt, ARNr 5S, ARNpc y algunos ARNpn
2) Nucleótidos: se necesitan ATP, GTP, CTP y UTP, que funcionan como materia
prima para elaborar la cadena naciente de ARN, y a su vez como fuente de
energía para el proceso.
3) Iones: como el Mg+2, participa de la actividad enzimática (cofactor).
4) Cadena del ADN: proporciona una de sus cadenas que sirve de molde para
que la ARN polimerasa copie y forme el ARN con las bases nitrogenadas
complementarias. Recordemos: la cadena que sirve de molde y es leída es
llamada no sense. La otra cadena que es complementaria y cuya secuencia es
idéntica al ARN formado, es la sense.
213
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El gen posee varias partes funcionales:
 El codificador: contiene la información para la secuencia de aminoácidos
de la proteína, es la parte del ADN que la ARNpolimerasa lee.
 El promotor: es el sitio donde entra la ARN polimerasa, señala el lugar exacto
donde debe comenzar la transcripción. Suele localizarse cerca del extremo 5’
del segmento codificador.
 Secuencias reguladoras: determinan cuándo debe transcribirse el gen y
cuántas veces debe hacerlo. Estos segmentos se localizan lejos del codificador.
Existen dos tipos: Amplificadores e Inhibidores.
 Secuencia de terminación: en las cercanías del extremo 3’ del codificador
existe un tramo de ADN que actúa como tal. No debe confundirse con el
codón de terminación del ARNm (este último es el que termina la traducción
para el ribosoma, no la transcripción).
PROCESO
 La ARN polimerasa se une al ADN en el sitio llamado promotor, que es una
secuencia
determinada
de
bases del ADN que determina la
fijación de la enzima y que
indica en qué nucleótido debe
empezar la transcripción.
Normalmente
tiene
las
secuencias
llamadas
caja
“TATA” y caja “CAAT” porque
suelen aparecer esas bases. La
caja TATA se localiza unos 25
nucleótidos corriente arriba o
“upstream”
del
primer
nucleótido del codificador, la
caja CAAT en el mismo lado
pero un poco más lejos, a unos
75
nucleótidos
upstream.
“Upstream” o “corriente arriba”
significa hacia el extremo 5’ del
gen.
La secuencia de nucleótidos
más común que se encuentra
en la caja TATA es la TATAAA.
214
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 La ARN polimerasa reconoce al promotor y se une a él. Para que la ARN
polimerasa pueda desplazarse sobre el gen codificante y leerlo, las cadenas de
ADN deben separarse (se rompen los enlaces Ptes H que unían a sus bases
complementarias). No es necesaria la separación de las cadenas del ADN en toda
su extensión, sólo separa un tramo de alrededor de 10 pares de nucleótidos, lo
cual forma en el ADN una “burbuja” de transcripción, que se desplaza a medida
que se leen sus nucleótidos.
La ARN polimerasa sólo lee una de las cadenas de 3’  5’, así construye la
molécula de ARN en sentido 5’  3’.

Sobre el segmento codificador, la ARN polimerasa reconoce la base
nitrogenada del ADN y el ribonucleótido trifosfato complementario presente en el
medio, así se va deslizando leyendo sus bases y formando la cadena de ARN con
las bases complementarias en dirección 5’ a 3’ mediante enlaces fosfodiéster.
Así los ARN contienen información idéntica a la de su molde.
 Cuando el ARN alcanza una longitud considerable comienza a despegarse de
la cadena molde de ADN a partir del extremo 5’ del ARN.
Decimos “despegarse” porque cuando se forma la burbuja y queda expuesto el primer
desoxirribonucleótido que va a ser leído, frente a éste se acomoda un ribonucleósido trifosfato
complementario, que sería el primer nucleótido de la molécula de ARN y su base establece una
unión no covalente con la base del desoxirribonucleótido. Al soltarse el ARN las bases del ADN
quedan re-expuestas y vuelven a unirse con su complementaria a través de uniones puente de
hidrogeno.
¡Durante la fase de alargamiento la ARN polimerasa agrega a la molécula de ARN unos 50
nucleótidos por segundo!
 La transcripción termina cuando la ARN polimerasa detecta una determinada
secuencia de nucleótidos en el extremo 3’ del gen (la secuencia de terminación).
Esta secuencia no ha podido ser identificada, pero en un sector previo a ella es
común la presencia de la secuencia AATAAA.
La molécula de ARN sintetizada es complementaria y antiparalela a la cadena no
sense del ADN y se corresponde tanto en polaridad como en la secuencia de
nucleótidos con la cadena no transcripta (sense) del ADN (sustituyendo T por U).
La mayoría de los genes que codifican ARNm están representados por copias
únicas (o dos por la condición diploide), una de las excepciones corresponde a los
genes que codifican a las cinco histonas  se encuentran en el cromosoma
alineados uno tras otro, separados por ADN espaciadores. De este juego de cinco
genes, existen entre 20 y 50 copias dispuestas en tándem.
215
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
A la MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA
Un gen que se transcribe a un ritmo acelerado se asocia simultáneamente con
varias ARN polimerasas II. Puede ser visto con muchas cadenas de ARNm que
surgen perpendicularmente de su molécula. El conjunto se asemeja a un “árbol de
navidad”, cuyo tronco corresponde al gen y las ramas a los ARNm.
Las ramas, que son más largas a medida que se alejan de la punta del árbol, nos
indican la dirección de la transcripción. En el punto en que cada rama se une al
tronco se localiza una ARN polimerasa II.
Esta imagen la brinda la microscopia electrónica y si pudiera filmarse se vería a las
burbujas desplazándose desde la punta del árbol hacia el “suelo”, cada una con
su ARNm que se desprende del tronco cuando alcanza su máxima longitud.
216
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
PROCESAMIENTO DEL ARN
Generalmente el ARN recién sintetizado (llamado “transcripto primario”) es más
largo que el ARN que necesita leer el ribosoma (llamado “ARN maduro”), por lo
que el primero debe pasar por un procesamiento en el cual esencialmente se le
remueve algunas de sus secuencias nucleotídicas, para formar el ARN maduro
funcional, que saldrá del núcleo hacia el citoplasma para ser traducido.
Esto sucede en el nucleoplasma o jugo nuclear -luego de la transcripción- con
todos los tipos de ARN. Los segmentos que deben ser eliminados se denominan
“intrones”, mientras que los segmentos que se conservan se denominan “exones”.
Este procesamiento tiene algunas diferencias según el tipo de ARN que se trate,
veamos para cada caso:
ARN MENSAJERO
Es el encargado de copiar la secuencia de bases nitrogenadas del ADN de la
cadena molde (no sense).
El conjunto de transcriptos primarios de los ARNm se conoce como “ARN
heterogéneo nuclear” (ARNhn).
En el ADN, un gen está formado por:
 Zonas no codificantes o no informativas llamadas INTRONES
 Zonas que poseen información para la síntesis proteica y se las llama EXONES
Todo el gen es transcripto, por lo que el ARN transcripto primario posee tanto los
exones como los intrones. Los intrones deben ser removidos ya que el ARN maduro
sólo posee los EXONES, que son los que tienen información para la proteína.
Los pasos del procesamiento son:
1) Capping.
2) Poliadenilación.
3) Splicing o remoción de intrones  el más importante.
4) Metilación de adeninas.
La proteína sintetizada
corresponde a la
secuencia de exones
que son los segmentos
codificantes de los genes
 Capping: es el agregado de un nucleótido de 7-metil-guanosina en el extremo
5’ de los transcriptos primarios. Este nucleótido forma el CAP o capuchón, que es
reconocido por la subunidad menor de los ribosomas para dar inicio a la
traducción.
El CAP evita la degradación del extremo 5’ del ARNm por fosfatasas o nucleasas y
es requerido durante la remoción de los intrones.
217
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Poliadenilación: es el agregado de varios nucleótidos de adenina en el extremo
3’ de los transcriptos primarios, formándose una cola de aproximadamente 250
adeninas llamada “poli A” que evita también la degradación enzimática del ARN
y ayuda al ARNm a salir del núcleo.
Para que se efectúe, antes que la ARN polimerasa alcance la secuencia de
terminación del gen, varios factores específicos reconocen en el transcripto
primario una secuencia llamada señal de poliadenilación.
 vemos la colocación de la poli A
en el extremo 3’ del ARNm. El
cap ya se encuentra en el extremo
5’. En el gráfico no se representa,
pero al mismo tiempo se va
llevando a cabo el splicing sobre el
ARN naciente
 Splicing o remoción de intrones: es el corte de los intrones en sus extremos, se
separan y luego son degradados por la ribonucleasa.
Al mismo tiempo los exones se unen unos con otros y forman el ARNm maduro.
Decimos que el splicing implica el “corte y remoción de lo intrones” y el “empalme de los exones”.
218
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Entonces la secuencia de pasos resumida sería:
1) ADN con intrones y exones sufre una transcripción y se transforma en:
2) ARN transcripto primario, que aún conserva exones e intrones.
Éste sufre un procesamiento antes de abandonar el núcleo  los intrones son
removidos del ARN y obtenemos:
3) ARN mensajero maduro (sólo exones).
 El CAP se une al transcripto primario apenas éste comienza a sintetizarse
(cuando su cadena lleva aproximadamente 30 nucleótidos), por lo tanto el
capping es “cotranscripcional". La remoción de los intrones también puede
llevarse a cabo antes de que se termine la transcripción, o sea que también es
cotranscripcional. La poliadenilación en cambio se produce al final de la
transcripción.
El agente responsable de los cortes y empalmes en el ARNm es un complejo
macromolecular denominado espliceosoma (“cuerpo de splicing”). El
espliceosoma está integrado por unas ribonucleoproteínas llamadas “RNPpn
(pequeño nuclear)”. Las RNPpn incluyen proteínas + ARNpn.
Es decir que la función del ARNpn es formar parte de las ribonucleoproteínas
(RNPpn) que se encargan del splicing.
Para que comience el splicing ya debe estar colocado el CAP en el extremo 5´.
 Metilación de adeninas: finalmente antes de abandonar el núcleo algunas
adeninas del ARNm se metilan: se les agrega grupos metilo (-CH3).
Estas metilaciones, como se producen exclusivamente en los exones, es posible
tengan una función protectora de los segmentos funcionales del transcripto
primario.
La metilación de algunas adeninas puede comenzar antes del splicing, por lo que
en realidad estos 4 procesos se van sucediendo simultáneamente y no en forma
secuencial, salvo el capping que se produce siempre al comienzo.
El ARNm maduro quedaría así:
 Como vemos en la figura, el extremo 5' de los ARNm contiene una secuencia de alrededor de 10
nucleótidos entre el codón de iniciación y el CAP (segmento negro), que no se traduce. Esta
secuencia participa en el control de la traducción y regula la estabilidad del ARNm, o sea su
supervivencia.
Otra secuencia especial de ARNm, de hasta miles de nucleótidos, se haya entre el codón de
terminación y la poli A, y también controla la supervivencia del ARNm.
219
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
REGULACIÓN DEL PROCESAMENTO DEL ARN MENSAJERO
El procesamiento de un mismo ARNm puede tomar distintos rumbos a veces. Es lo
que se llama procesamiento diferencial del ARNm. Esto permite que se puedan
formar más de un tipo de proteína a partir de un mismo gen, ya que un transcripto
primario siguiendo distintos procesamientos, puede generar más de un ARNm
maduro diferentes.
El control de la transcripción de los genes por medio del promotor y los
reguladores, es el mecanismo más importante que utiliza la célula para determinar
qué tipos de proteínas debe producir y en qué cantidades. Pero también existen
mecanismos accesorios postranscripcionales. Ellos son:
1-) Corte y poliadenilacion diferencial del extremo 3' del transcripto primario:
puede ser que el corte del ARN en el extremo 3' del transcripto primario y por ende
el agregado de la poli A, se realice de acuerdo con las necesidades del
organismo en dos lugares diferentes, lo que genera dos ARNm de distinta longitud.
2-) Cortes y empalmes en lugares alternativos del
transcripto primario: un mismo transcripto primario es
capaz de generar dos o más clases de proteínas
(accidentalmente, algunas ajenas a la célula).
Puede ocurrir que uno o más exones sean removidos o
que uno o más intrones no sean excluidos.
Una escisión de
intrones distinta en un
mismo ARNm puede
originar dos proteínas
diferentes. Si uno o
más intrones no son
excluidos quedan
como parte de la
molécula de ARN, que
será capaz de generar
una proteína diferente
3-) Control de la salida de los ARNm al citoplasma:
ciertos ARNm no pasan al citoplasma porque son
degradados selectivamente en el núcleo o porque se
haya impedida su salida por los poros de la carioteca.
Esto sucedería en las células cuyos citoplasmas no requieren de algún ARNm a
pesar de haberse sintetizado.
ARN RIBOSOMAL
Su transcripción se realiza en el nucléolo y participan los organizadores
nucleolares.
Las 200 copias del gen del ARNr 45S están distribuidas en las constricciones
secundarias de los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22. Dada la condición diploide de
esos cromosomas, hay 10 de dichas constricciones, por lo que en promedio existen
20 copias del gen en cada una.
Los tramos de ADN en que se hallan esos genes emanan como asas de las
constricciones secundarias y en torno de ellas se construye el nucléolo. Cada asa y
por consiguiente las copias del gen contenidas en ella, representan una unidad
llamada organizador nucleolar y corresponden al filamento cromatínico ubicado
en la región fibrilar del nucléolo durante la interfase.
220
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
PROCESAMIENTO DEL ARN RIBOSÓMICO 45S
El transcripto primario del ARNr 45S no forma un CAP en su Metilar = agregar un
grupo metilo (CH3)
extremo 5' ni poliadenila su extremo 3'.
Su procesamiento tiene lugar en el nucléolo y consiste en
una serie ordenada de cortes para eliminar secuencias espaciadoras y hacer que
los ARNr 28 S, 18 S y 5,8 S queden como unidades independientes
Las secuencias útiles se metilan antes de ser cortado el transcripto primario.
3
 El procesamiento del ARNr incluye la formación de las dos subunidades de los
ribosomas, para ello los ARNr ya en la región granular del nucléolo se ensamblan
con varias proteínas para dar lugar a las subunidades que luego pasarán al
citoplasma. En este proceso intervienen RNPpno (pequeños nucleolares) llamadas
U3, U8 y U13.
 Los ARNr desarrollan asas en varios puntos de sus moléculas porque poseen
secuencias complementarias que se aparean. Estos apareamientos tienen por
función establecer la configuración tridimensional de los ARNr que les permitirá
combinarse con las proteínas ribosómicas.
 Entonces, el procesamiento de este ARN da lugar a las porciones granular y
fibrilar del nucléolo.
El tamaño del nucléolo varia con la necesidad de la célula de generar ribosomas,
la variación depende de la región granular que se expande o se retrae según el
ritmo con que se procesan las subunidades ribosómicas.
ARN RIBOSÓMICO 5S
Todas las copias de este gen se localizan en el extremo
No se sabe aún por
distal del brazo largo del cromosoma 1, de modo que
qué el ARNr 5S se
no pertenecen al nucléolo.
sintetiza en un lugar
Una vez sintetizado en el jugo nuclear, ingresa en el
distinto de los restantes
nucléolo y se incorpora a la subunidad ribosómica
ARNr
mayor.
Como los otros ARNr, este establece su configuración tridimensional gracias a
apareamientos entre secuencias complementarias de su propia molécula.
221
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Algo más sobre RIBOSOMAS:
En la subunidad menor del ribosoma algunas proteínas forman dos áreas:
 El sitio A = aminoacil o sitio aceptor  aloja al codón correspondiente del ARNm
donde se une el anticodón correspondiente del ARN de transferencia que viene
trayendo el aa en cuestión.
 El sitio P = peptidil o sitio dador  recibe la cadena proteica naciente unida al
ARN de transferencia.
En la subunidad mayor las proteínas ribosómicas forman un túnel por el que sale la
cadena polipeptídica a medida que se sintetiza.
ARN DE TRANSFERENCIA
El procesamiento de los ARNt incluye la remoción de un solo intrón y la
modificación de algunos nucleótidos:
1- Remoción de un único intrón, que se elimina mediante un mecanismo distinto
del utilizado para los ARNm, ya que prescinde del espliceosoma. El intrón tiene de 4
a 15 nucleótidos en medio del segmento codificador, por lo tanto hay dos exones.
2- Modificaciones en la composición de sus nucleótídos:
 Algunas U son metiladas a ribotimidinas (T)  no confundir con timina.
 Otras U son reducidas a dihidrouridinas (D).
 Otras U son convertidas en seudouridinas. (Ψ).
 Son metiladas varias A, C y G (mA, mC y mG).
 Otras A son convertidas a inosinas (I).
La mayoría de estos nucleótidos inusuales no pueden aparearse, lo cual favorece
el apareamiento de los nucleótidos convencionales entre sí.
Esto origina la singular estructura tridimensional que caracteriza a los ARNt  al
principio con forma de hoja de trébol y finalmente con forma de L.
El procesamiento de los ARNt culmina con el reemplazo del trinucleótido AAA
(siempre remata el extremo 3' de los transcriptos primarios) por el trinucleótido
CCA. Este trinucleótido queda en el extremo 3’ del ARNt y es el lugar exacto
donde se ancla al aa que el ARNt está cargando. Es el denominado “brazo
aceptor del aa”.
El ARNt, tiene una doble función: por un lado debe reconocer a un aa específico y
por otro debe reconocer a las secuencias determinadas por los codones. Una vez
reconocido el aa en el citoplasma debe llevarlo hasta los ribosomas en el orden
marcado por los nucleótidos del ARNm, que son los moldes del sistema. Para
222
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
reconocer a los codones el ARNt presenta el anticodón, que es una secuencia de
tres bases nitrogenadas que se corresponde complementariamente con el codón
del ARNm.
Forma de los ARNt
Para poder cumplir con sus funciones los ARNt adquieren una forma característica
semejante a un trébol de cuatro hojas. Los cuatro brazos se generan por la
presencia de secuencias de 3 a 5 pares de nucleótidos complementarios quienes
se aparean entre sí como ocurre en las dos cadenas del ADN.
En la punta de uno de los brazos se juntan los extremos 5' y 3'.
El extremo 3' es más largo porque sobresale el trinucleótido CCA. Este brazo se
llama aceptador porque aquí se transporta el aminoácido, uniéndose a la A del
CCA.
Los tres brazos restantes poseen en su extremos secuencias de 7 a 8 nucleótidos no
apareados en forma de “asas”:
 Una de ellas contiene el triplete de nucleótidos llamados “anticodón” por lo
que su composición varía en cada ARNt.
 Otra como contiene dihidrouridinas se llama asa D.
 La tercera se conoce como asa T, por el trinucleótido TΨC que la identifica.
 Entre el asa T y el anticodón existe un asa adicional llamada asa variable
porque su longitud difiere.
Asa D
Un último plegamiento hace
que adquiera su forma de letra
L. El cambio se debe a que se
establecen apareamientos
inusuales entre nucleótidos,
inclusive un nucleótido puede
combinarse con dos a la vez.
223
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Una vez formada la L, las asas D y T
pasan a la zona de unión de sus dos
ramas y el brazo aceptador y el
anticodón se sitúan en las puntas de la
molécula, quedando expuestas.
Existen 31 tipos diferentes de ARNt
Es decir que algunos aa (que en total son 20) son reconocidos por más de un ARNt.
De acuerdo con la cantidad de codones, debiera haber 61 ARNt ya que existen
61 codones que codifican para algún aa, pero el déficit se resuelve por la
capacidad que tienen algunos ARNt de reconocer a más de un codón. Lo logran
porque suelen tener la “primera base adaptable.”
Aproximadamente cada ARNt puede reconocer a 2 codones. Esto lo logra porque su
primera base del antocodón (contando desde 5’ a 3’ del mismo), es adaptable.
La enzima que "carga" el aa en el ARNt específico se llama “aminoacilARNt
sintetasa”.
Este proceso se efectúa en dos pasos:
1-) El aminoácido correspondiente reacciona con ATP, se forma aminoacil-AMP,
liberándose un pirofosfato (PP) y energía.
2-) Esa energía es usada por la enzima para transferir el aa desde el aminoacilAMP al ARNt compatible, con lo cual se forma un aminoacil-ARNtaa  molécula
esencial en la síntesis proteica ya que reconoce el codón complementario del
ARNm.
224
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La energía del ATP usada en la primera reacción queda depositada en la unión
química entre el aa y la A del CCA (trinucleótido terminal del brazo aceptador)
Designación:
 Cada tipo de ARNt lleva antepuesto el nombre del aa que transporta
(aminoacil-ARNt).
 Si lo está transportando se designa aminoacil-ARNtaa, donde aa es la sigla del
aminoácido
Ej.:
Leucinil-ARNt  representa al ARNt que reconoce a leucina.
Leucinil-ARNtLeu  representa al ARNt que reconoce a leucina, transportándola.
Existen 20 aminoacil-ARNt sintetasas diferentes, cada una diseñada para
reconocer un aa y el ARNt compatible con él.
ARN PEQUEÑOS
Los ARN pequeños son el ARNpn (pequeño nuclear), el ARNpc (pequeño
citosólico), y el ARN de la telomerasa.
La telomerasa es una enzima formada por un complejo proteína-ARN con actividad polimerasa,
que está presente en células de la línea germinal, en tejidos fetales y en ciertas células madre poco
diferenciadas, y que permite el alargamiento de los telómeros.
La telomerasa es reprimida en las células somáticas maduras después del nacimiento,
produciéndose por ello un acortamiento del telómero después de cada división celular, lo que se
relaciona con el envejecimiento celular (¡Cada vez que el ADN se duplica en nuestras células,
vamos perdiendo un poco por los extremos!).
ARN de la telomerasa: el gen del ARN de la telomerasa se localiza en el brazo
largo del cromosoma 3 y sólo se conoce su segmento codificador. Su
procesamiento incluye la asociación con las proteínas que integran la enzima.
ARNpn: apenas es transcripto cada ARNpn forma apareamientos entre nucleótidos
complementarios de su propia molécula y se asocia con varias proteínas llamadas
Sm (por small).
ARNpc: los ARNpc antes de abandonar el núcleo aparean varias secuencias
complementarias de su propia molécula y se asocian con seis proteínas de
diferente peso molecular para formar
la partícula PRS  la que reconoce la
señal del péptido señal de una
proteína naciente y la lleva hasta su
sitio correspondiente, en asociación a
chaperonas.
PRS
225
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
TRADUCCIÓN
Es el último paso de la síntesis proteica, una vez que el ARNm maduro sale del
núcleo y se dirige al citoplasma donde se encuentra con todos los restantes
elementos necesarios: unidades ribosomales ya listas (vinieron desde el nucléolo),
aminoácidos que funcionan como materia prima (dispersos en el citosol), ARNt
que reclute los aa, etc.
Ocurre en el citoplasma celular, ya sea en los polirribosomas libres o en los unidos a
la membrana del RER.
El mensaje es decodificado de codón en codón gracias a una molécula
adaptadora, el ARNt.
¡Recordemos!
 El ribosoma se adhiere a la membrana del RER por la subunidad mayor, en la cual
existe un canal -el translocón- por donde se va a deslizar la cadena proteica en
formación
 En cada ARNm se encuentran varios ribosomas, cada uno de ellos va formando
una molécula proteica deslizándose en sentido 5' a 3'. Al conjunto de ribosomas en el
ARNm se lo denomina polirribosoma o polisoma. Cada ribosoma está separado del
otro por una distancia de alrededor de 30 codones o 90 nucleótidos.
 Si la síntesis ocurrió en el RER, la proteína se inserta en la membrana del RE o se
vuelca en la luz del organoide, destinada a hacer exocitosis o a los lisosomas.
 Si ocurrió en ribosomas libres la proteína está destinada al citosol (como las
tubulinas) al núcleo (como las histonas y proteínas ribosómicas), a las mitocondrias
(como las enzimas del ciclo de Krebs) o a los peroxisomas (como la catalasa).
Algunos datos más:
226
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Cuando el ARNm sale al citosol se combina con nuevas proteínas y con los
ribosomas, fenómeno que lo habilita para ejercer su función codificadora. Una
de las proteínas es la CBP (Cap Binding Protein) que se combina con el CAP.
 La proteína se sintetiza a partir del extremo que lleva el grupo amino libre, lo
cual se corresponde con la dirección 5’  3' usada para la traducción del
ARNm, que es también la usada para la transcripción del ADN.
 El grupo amino libre de la cadena proteica en formación pertenece a la
metionina (por el codón de iniciación), pero como esta metionina usualmente
es removida, entonces el segundo aminoácido pasa a la primera posición.
 En el extremo opuesto de la proteína se encuentra el aa que lleva el grupo
carboxilo libre de la cadena proteica, determinado por el triplete previo al
codón de terminación.
 En cada unión peptídica que se produce en el ribosoma el grupo carboxilo
es aportado por el último aminoácido de la cadena en crecimiento (ubicada
en el sitio P) y el grupo amino es cedido por el aminoácido del aminoacilARNtaa ubicado en el sitio A.
Las fases de la Traducción son Iniciación, Elongación y Terminación. En todos
estos pasos intervienen proteínas de los ribosomas llamadas “Factores de
Iniciación”, “de Elongación” y “de Terminación”.
FASE DE INICIACIÓN
El ARNm a través de su extremo 5’, donde se encuentra el
La subunidad mayor
codón de iniciación AUG, se une a la subunidad menor del
se ensambla luego
ribosoma. Se inicia así la lectura de la secuencia de codones,
de la menor,
siempre con el mismo codón, cuyo aminoácido -la metioninacuando termina la
más adelante será eliminado.
El ARNt correspondiente carga el aa metionina gracias a la
fase de iniciación
enzima aminoacil ARNt sintetasa.
El ARNt acopla su anticodón con el codón de iniciación del
ARNm, mientras la subunidad mayor del ribosoma se ensambla con la menor.
El ARNt con su primer aa queda ocupando el sitio P de la subunidad menor
mientras que el sitio A queda desocupado con un nuevo codón para ser leído.
227
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
FASE DE ELONGACIÓN
Un segundo ARNt con su respectivo aa entra al sitio A y acopla su anticodón con el
segundo codón del ARNm.
Entre los dos aa se establece un enlace peptídico (función amida) gracias a la
enzima péptido sintetasa. Para ello la cadena naciente unida a su ARNt que se
haya en el sitio P (y que en este momento sólo contiene a la metionina) debe
trasladarse del sitio P al A, para que los aminoácidos correspondientes se unan.
Esto se llama “transferencia de la cadena naciente”.
Ahora, el segundo ARNt con el dipéptido unido a él, pasa del sitio A al P, y así
desaloja al primer ARNt. Esto se llama “translocación de la cadena naciente”. El
primero ARNt (el de la metionina) se va y queda entonces el primer aa unido al
segundo aa, y el segundo aa unido a su ARNt que se encuentra ahora en el sitio P.
La translocación consume energía, aportada por el GTP.
El ribosoma se va desplazando en sentido 5'3' para que un nuevo codón quede
disponible en el sitio A, así un tercer ARNt entra al sitio A, como siempre acoplando
su anticodón con el codón correspondiente y cargando su aa.
La cadena peptídica naciente es transferida a este ARNt y se forma otro enlace
peptídico entre el último aa de la cadena naciente y el nuevo aa que fue traído al
sitio A.
El tercer ARNt pasa del sitio A al P, desalojando al segundo y el ribosoma se
desplaza siempre en sentido 5'3' dejando un nuevo codón disponible en el sitio
A. Así se siguen repitiendo los ciclos con la participación de los Factores de
Elongación.
228
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
FASE DE TERMINACIÓN
Ocurre cuando alguno de los codones de terminación queda disponible en el sitio
A. Estos codones no pueden ser reconocidos por ningún ARNt, por lo que no llega
un nuevo aminoacil-ARNtaa, pero sí son reconocidos por una proteína llamada
Factor Liberador o Factor de Terminación, que provoca lo siguiente:
 La cadena polipeptídica ubicada en el sitio P se desliga del ultimo ARNt y se
independiza del ARNm y del ribosoma (esto depende de otro factor de
terminación y consume un GTP)
 La separación de las subunidades ribosomales del ARNm (las subunidades
pasan a formar parte de un fondo común citosólico que abastece de
subunidades ribosómicas para la formación de ribosomas nuevos en el mismo
ARNm o en otros).
 La degradación del ARN mensajero (depende de otros factores reguladores).
Así concluye la síntesis de una proteína.
 Desde un punto de vista energético la síntesis proteica es costosa, ya que por
cada aa que se incorpora se consumen dos GTP y un ATP. El ATP se gasta durante
la síntesis del aminoacil-ARNtaa.
 Se calcula que se agregan a la cadena peptídica en promedio cinco
aminoácidos por segundo.
 Recordemos que cuando el ribosoma se ha alejado del extremo 5’ del ARNm
unos 90 nucleótidos (es decir unos 30 codones), en el codón de iniciación se
229
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
acomoda de nuevo ribosoma, lo cual da inicio a la síntesis de otra cadena
proteica que estará sintetizando la misma proteína.
 Una célula posee los recursos necesarios para sintetizar unas 10.000 proteínas
distintas.
 Todas las proteínas surgidas de los ribosomas (excepto las que quedarán en el
citosol) deben portar señales apropiadas que las conduzcan a los organoides
apropiados quienes deben poseer receptores específicos que reconozcan esas
señales. En las proteínas las señales están representadas por cortas secuencias de
aminoácidos llamadas péptidos señal.
 Apenas las proteínas emergen de los ribosomas, tienden a establecer las
combinaciones químicas que darán lugar a la formación de las estructuras
secundarias, terciarias y cuaternarias características. Estos procesos son
controlados por las proteínas chaperonas.
¡Repaso! Ahora completamos la lista de todas las estructuras, proteínas y enzimas
que intervienen en la síntesis de proteínas:
Video: Traducción eucariota
 Un tema médico relacionado con la síntesis de proteínas es el mecanismo de
acción de la toxina diftérica, la toxina que produce la bacteria Corynebacterium
diphtheriae, causante de la difteria. La toxina ingresa en la célula por endocitosis y
ribosila al factor de elongación EF-2 con lo cual lo anula. Esto conduce en poco
tiempo a la muerte celular. La enfermedad se caracteriza por la aparición de
falsas membranas (“pseudomembranas”) firmemente adheridas en las superficies
mucosas de las vías respiratorias.
230
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
REGULACIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA EN LA SÍNTESIS DE UNA
PROTEÍNA
La síntesis de proteínas está regulada en todos los niveles: a nivel de la
transcripción del ADN, del procesamiento del ARNm, también a nivel de la
traducción por el ribosoma y de la degradación de las proteínas por los
proteasomas.
Primero es necesario saber que existen varios tipos de genes:
-Genes estructurales o codificadores: son los que tienen el código para la síntesis
de una determinada proteína, la secuencia de bases con tripletes que debe ser
leída.
-Genes operadores: es el que comanda o dirige al gen estructural.
-Genes reguladores: codifica la síntesis de una proteína denominada represor, que
inhibe al operador.
MECANISMO DE REGULACIÓN:
 REGULACIÓN EN MENOS: Cuando el regulador se expresa y sintetiza moléculas
represoras, éstas se unen al operador para lo cual tiene un encaje exacto, y por
tanto no lo deja dirigir a los genes estructurales. El resultado de esto es REPRESIÓN
 disminuye la síntesis de la proteína para la cual codifica ese gen codificador
que fue reprimido.
 REGULACIÓN EN MÁS: Por otro lado, el represor puede unirse a moléculas
llamadas inductoras, antes de llegar al operador. Las moléculas inductoras
combinadas con el represor le cambian a éste la conformación y evitan que se
pueda asociar al gen operador porque el encaje ya no es exacto. Así el gen
operador queda libre de su represor y puede dirigir a los genes estructurales para
que transcriban la información al ARNm y entonces comenzar la síntesis proteica.
Operón lactosa u “Operón lac”
Un operón es un grupo de genes que se encuentran muy próximos entre sí y
pueden ser regulados (activados o inhibidos) en forma conjunta.
Como las bacterias obtienen su alimento directamente del medio en que viven, los
mecanismos que regulan la actividad de sus genes deben adaptarse rápidamente
a los cambios en la calidad y cantidad de los alimentos en dicho medio.
Un buen ejemplo de control transcripcional lo proporcionan los genes de las
enzimas que intervienen cuando la bacteria Escherichia coli utiliza a la lactosa
como alimento.
231
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La síntesis de estas enzimas puede aumentar hasta 1000 veces si se agrega lactosa
al medio de cultivo  entonces la disponibilidad de un sustrato estimula la
producción de enzimas que intervienen en su degradación. Esta regulación
mediante inducción enzimática se cumple en el caso de enzimas que degradan
otros compuestos.
Las tres enzimas necesarias para el aprovechamiento de la lactosa como alimento
son codificadas por una unidad genética común llamada “operon lac”. Ellas son
B- galactosidasa, permeasa y transacetilasa.
El operon lac contiene el operador (o), el promotor (p) y tres segmentos
codificadores llamados Z, Y y A, que codifican a las tres enzimas mencionadas.
En la regulación de los operones suele intervenir un gen inhibidor (i) que codifica
una proteína represora.
Los genes para las tres enzimas son transcriptos en un solo ARNm por eso se lo
denomina “policistrónico”. Esto explica por qué las enzimas se sintetizan en
cantidades equivalentes
Operón lac inhibido por el represor
Operón lac activo. El represor fue inhibido por el inductor, en
este caso la lactosa.
232
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
OTRAS REGULACIONES
Para controlar qué proteína ha de sintetizarse y en qué cantidad existen diversos
mecanismos moleculares, pero los más importantes son los que operan a nivel de
la transcripción del ADN y del procesamiento del transcripto primario.
Además pueden producirse otras regulaciones:
-Control de la exportación del ARNm al citoplasma.
Una vez que el ARNm sale al citoplasma:
-Control de la supervivencia del ARNm en el citosol.
-Control sobre la traducción del ARNm: cuánto dura la síntesis proteica, ritmo de
producción, se puede decidir cuándo deben comenzar a degradarse y a qué
velocidad.
-Existe un control inespecífico que depende del IF-2 que cuando es fosforilado
por una quinasa lo hace inoperable, en consecuencia la síntesis de todas las
proteínas decae.
-El control específico depende de sustancias reguladoras que suelen modificar la
configuración de un tramo de nucleótidos no traducibles, localizados entre el CAP
y el codón de iniciación.
-La degradación de los ARNm suele ser regulada por factores que actúan en el
extremo 3’ (entre el codón de terminación y la poli A) o por sustancias que
aumentan su estabilidad en el citosol. La degradación es efectuada por enzimas
nucleasas.
Los ARNm de muchas proteínas tienen una corta supervivencia. Por ejemplo
algunos factores de crecimiento tienen una vida media de 30 minutos, se debe a
que en el extremo 3' hay secuencias de 50 nucleótidos ricas en A y U, que atraen a
ciertas nucleasas, las cuales mediante la remoción de la poli A desestabilizan al
ARNm y propician la degradación por las nucleasas. La supervivencia de los ARNm
de las histonas depende del momento del ciclo en que se halla la célula. En la fase
S la vida media de estos ARNm es de una hora, pero cuando concluye la
replicación del ADN es de unos pocos minutos.
En la mayoría de los casos el tiempo de vida de los ARNm depende de secuencias especiales
presentes en el extremo 3' de sus moléculas, por donde suele comenzar la degradación
Si la proteína sobrevivió a todas estas posibilidades de no ser sintetizada, una vez
que sale del ribosoma terminada, aún se puede actuar sobre ella si no hiciera
falta:
-La degradación de las proteínas también es regulada por señales presentes en
sus moléculas, que corresponden a secuencias de aminoácidos llamadas PEST,
ricas en prolina (P), ácido glutámico (E), serina (S) y treonina (T). Estas señales son
reconocidas por la ubiquitina cuya participación es imprescindible para que la
proteína se degrade en el proteasoma.
233
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Volvemos a hablar de… DIFERENCIACIÓN CELULAR
Ahora que sabemos un poco más sobre la célula, podemos entrar más en detalle:
La diferenciación celular es la especialización estructural y funcional de las distintas
células del organismo. Se basa en la regulación de los genes que hace cada
célula, lo que permite la síntesis diferenciada de proteínas en los distintos tipos
celulares.
Por ejemplo, una CÉLULA MUSCULAR ESTRIADA, utilizará todos sus recursos para
promover en gran cantidad la transcripción, procesamiento y traducción de los
ARNm de la actina y la miosina, e inhibirá los mecanismos de degradación de los
mismos. Estos genes y sus ARNm respectivos en cambio estarán menos estimulados
en otras células con menor movilidad, si bien en todas las células se expresan, ya
que actina y miosina forman parte del citoesqueleto básico de todas las células.
Si por otro lado habláramos de neurotransmisores, únicamente sus genes se
expresan en NEURONAS, mientras que en cualquier otra célula, por más de que
posean estos mismos genes en su núcleo al igual que las neuronas, van a
mantenerse sin expresión alguna.
Todas las células contienen la misma carga de ADN en sus 46 cromosomas nucleares  todas
poseen todos los genes. Lo que las diferencia es: cuáles expresan y cómo los expresan.
CONCLUSIÓN
La célula tanto en interfase como en mitosis trabaja en equipo con todos sus
elementos:
 Núcleo con su ADN expresando genes.
 Ergastoplasma con su ARN ribosómico sintetizando proteínas.
 Mitocondrias, produciendo energía necesaria.
 Aparato de Golgi, completando la síntesis de proteínas y transportándolas al
exterior.
 REL, proporcionando membranas y degradando glucógeno.
 Lisosomas, destruyendo las partículas inútiles para la célula.
 Peroxisomas, destruyendo y destoxificando metabolitos tóxicos que se van
formando en el proceso.
 Microtúbulos, trasladando a los cromosomas y manteniendo cada organela
en su lugar.
 Microfilamentos, participando en la citocinesis.
Toda esta función del equipo celular se desarrolla con una excelente cooperación metabólica. Así, cada
célula, cada tejido y cada aparato con sus múltiples funciones integradas por el sistema psico-neuroendócrino le permite al hombre una actividad normal en su medio ambiente, adaptándose para adquirir la
capacidad de convivir en su universo con salud y plenitud.
234
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CICLO CELULAR
El ciclo celular es el ciclo de las células que pasan por un estado de reproducción
y otro de no división, este último llamado interfase.
Un tejido puede crecer principalmente por:
Hiperplasia: Es el incremento en el número de células que lo constituyen, para lo
cual debe ocurrir la división o duplicación celular.
Hipertrofia: Es el aumento en el tamaño de las células. Ej: el músculo estriado,
cuyas células no se dividen, crece por hipertrofia.
El ciclo celular está relacionado con:
 Regulación y reemplazo celular.
 Desarrollo embrionario y diferenciación.
 Ecología microbiana, patogénesis y tratamiento.
 Crecimiento neoplásico (crecimiento cancerígeno) y empleo de fármacos
citostáticos (drogas anticancerígenas).
De acuerdo a su capacidad de regenerarse y proliferar, tenemos tres tipos de
poblaciones celulares:
 Células lábiles o de división continua: son células que están en proceso de
división de manera continua, es decir permanentemente están cumpliendo el
ciclo celular: interfase y mitosis.
Ejemplos: células del epitelio intestinal que se renuevan cada 3 días, tejido
hematopoyético, crecimiento del endometrio luego de cada período menstrual,
células de la piel.
235
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
A estas células también se las llama “precursoras” y pueden ser:
*Unipotentes: como los queratinocitos del estrato basal de la epidermis o epitelio
de la piel. En este caso una célula precursora se convierte en otras células
precursoras iguales. No tienen la capacidad para dar más tipos celulares
diferentes del que ya son.
*Pluripotentes: como los hemocitoblastos de la médula ósea (donde se forman las
células sanguíneas) que originan eritrocitos, leucocitos y megacariocitos. En este
caso una célula precursora al dividirse se va diferenciando y puede dar distintos
tipos celulares.
La célula pluripotencial por excelencia, llamada también “totipotencial”, es el CIGOTO.
Cuando un tejido normal tiene más de 1,5% de células en mitosis, se dice que se
encuentra formado por células lábiles.
Si se produce una lesión en estos tejidos, se pueden regenerar siempre que quede
una cantidad suficiente de células precursoras
 Células estables, quiescentes o inactivas o proliferantes facultativas: en
situaciones normales no se dividen, pero como conservan su capacidad
proliferativa, pueden dividirse cuando reaccionan ante un estímulo, en
determinadas condiciones y factores.
Se trata de algunos tipos celulares diferenciados que se dividen rara vez.
Ejemplos: hepatocitos (se reproducen sólo cuando se produce una lesión), células
pancreáticas y de los túbulos renales, osteoblastos (células del hueso),
condroblastos (células del cartílago).
Estas células abandonan el ciclo celular luego de una cierta cantidad de
divisiones mitóticas, se diferencian y permanecen en un período denominado
“G0”.
Si en un tejido adulto normal hay menos de 1.5% de células en mitosis, significa que
está constituido por células estables.
Células permanentes o estáticas o perennes: son aquellas que perdieron su
capacidad de reproducirse luego del nacimiento.
Son células como las neuronas, que después del nacimiento no se dividen en
absoluto, por lo tanto el periodo de interfase dura toda la vida del individuo.
Otros ejemplos: músculo esquelético, miocardio, cristalino, células del oído medio.
Estas células son terminalmente diferenciadas, NO son reemplazadas si se destruyen.
236
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
MANTENIMIENTO TISULAR: los tejidos renuevan periódicamente sus poblaciones
celulares en forma ordenada y programada por un mecanismo llamado “de
morfostasis”.
 La excepción a este fenómeno la constituyen los órganos formados por células
permanentes.
Ciclo celular: una célula que está en crecimiento y proliferación pasa en el
transcurso de su vida entre estas dos etapas
fundamentales:
1- Interfase o no división, que se divide en las
etapas: G1, S y G2.
2- División celular (fase M con sus propias etapas
que veremos más adelante).
La duración es variable de acuerdo al tipo celular: si
se toma como modelo una célula cultivada de
mamífero: G1 dura 5 horas, S dura 7 horas, G2 tres
horas y M una hora.
FASES DEL CICLO CELULAR
237
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Hay que entender bien ciertos conceptos previos:
Cada ser vivo en la Tierra posee un número de cromosomas que lo caracteriza: por
dar algunos ejemplos, los seres humanos poseemos 46 (23 pares), los mosquitos
tienen 6, los perros 78, los peces de colores 94 y las calabazas tienen 18. Parece
haber poca correlación entre la complejidad de un organismo y el número de
cromosomas que tiene.
 El organismo que más cromosomas tiene, es un protozoo llamado Aulacantha Scolymantha,
con 1600. El menor número de cromosomas en células normales se halla en una especie de
hormiga, la Myrmecia pilosula, en la que los cuerpos de las obreras está formado por células con
un solo cromosoma cada una.
Los seres vivos poseemos dos tipos de células:

Células somáticas que son todas las células del cuerpo, menos las gametas:
poseen los cromosomas de a pares: en el ser humano 23 pares, o sea 46
cromosomas en total. Decimos que son “células diploides” o “2n”.

Células sexuales que son las gametas, las células destinadas a unirse en la
fecundación para dar origen a otro ser vivo: éstas poseen la mitad del
número de cromosomas: poseen 23 cromosomas en total. Decimos que son
“células hapolides” o “n”.
Entonces:
n = representa el numero de cromosomas. Podemos tener en el humano:
n = 23 cromosomas --> celula haploide --> gametas
2n = 46 cromosomas --> celula diploide --> celulas somáticas
Mientras que:
c = representa la cantidad de ADN, es decir si cada cromosoma tiene una
cromátida (no fue copiada) o dos cromátidas (fue duplicado el ADN).
Podemos tener:
2n, 2c:
2n, 4c:
n, c:
n, 2c:
*A veces se una la letra “n” para los dos números, ej: “2n, 4n”es lo mismo que “2n, 4c”
238
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La fase S del ciclo es en la que se duplica el ADN de la célula, cada cromosoma
que es simple (una sola cromátide) se transforma en doble (2 cromátides, que es la
típica “X” como se lo dibuja). Entonces es después de la fase S que vamos a tener
2n, 4c (para células diploides) o n, 2c (para células haploides, las gametas).
 grados de
compactación
de la cromatina
en las distintas
fases del ciclo
 ETAPA DE INTERFASE
Es la parte del ciclo que se caracteriza por la actividad biosintética, de
crecimiento y la duplicación del ADN: Es el período en el que la célula pasa la
mayor parte del tiempo. Incluye las fases G1, S y G2.
a) Fase G1, presintética o postmitótica: dura entre 5 y 170 horas e incluso puede
llegar a durar días, meses y hasta años. Las células somáticas contienen número
cromosómico diploide (2n) y 2c (o 2n) de ADN.
Durante esta etapa: ocurre la síntesis de ARN, la síntesis de proteínas, el
crecimiento y otras actividades como: secreción, conducción, contracción,
endocitosis, etc.
Las células hijas derivadas de la mitosis ingresan en la fase G1 de la interfase y si
son inducidas por ciertos factores repiten el ciclo seguido por la célula
predecesora y vuelven a dividirse. Caso contrario la fase G1 se prolonga
indefinidamente y la célula "se retira" del ciclo por lo que la fase G1 pasa a
llamarse G0. Esto sucede con las células que no se dividen (nerviosas) o que se
dividen poco (linfocitos).
Una situación opuesta se da en las divisiones celulares de segmentación de la
célula huevo (cigoto), en donde la fase G1 prácticamente no existe, tampoco
existe la fase G2  la interfase se reduce a la fase 5, lo cual explica su corta
duración.
239
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Hacia el final de G1, se produce el llamado Punto de Restricción o Punto R o Punto
de arranque o de control G1  punto en que la célula toma la decisión de
dividirse. Esta decisión es tomada ante la presencia de sustancias inductoras
provenientes de otras células. Si las células superan el punto R, realizarán un ciclo
completo en forma independiente. Se cree que existe una “proteina de disparo
inestable” o proteina U (unstable protein), necesaria para que las células pasen el
punto R.
b) Fase S o Sintética: en ella se produce la síntesis o duplicación del ADN, (y de la
cromatina) dura entre 6 a 10 horas inclusive. En las células embrionarias de algunas
especies puede ser más corta.
 Cambios en el contenido del ADN nuclear durante las fases del ciclo vital de la célula. Durante la fase S el
ADN se duplica por lo que pasa de 2c a 4c. En G2 se mantiene duplicado, y en la fase M se regresa a la
cantidad de ADN simple (2c) en cada una de las células hijas.
240
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Para que las células hijas hereden la misma información genética que la contenida
en la célula progenitora, cada una de las moléculas de ADN debe generar otra
molécula de ADN idéntica a la originaria. El ADN se copia a sí mismo dando como
resultado dos moléculas exactamente iguales con la misma información, cada
una de ellas ubicadas en una cromátida.
Recordar que las cadenas del ADN son antiparalelas ya que una comienza desde el carbono 5' al
3' y la otra se orienta en sentido inverso desde 3' a 5' y también son complementarias, A se une a T y
C a G.
En el ADN llamamos estructura primaria a la secuencia de bases o nucleótidos,
estructura secundaria a las dos cadenas en forma de doble hélice y estructura
terciaria cuando el ADN se empaqueta con las histonas (y se forma la cromatina o
“fibra de 10 nm”).
Recordemos que:
La base adenina corresponde al nucleótido  fosfato-desoxirribosa-adenina.
La base timina, corresponde al nucleótido  fosfato-desoxirribosa-timina, etc.
Es necesario para la duplicación:



Las dos cadenas del ADN original que sirven de molde, a cada cadena se le
copia una nueva cadena que va a ser complementaria y antiparalela a la molde.
Los nucleótidos trifosforados como dATP, dTTP, dGTP, dCTP, que son la “materia
prima” ya su vez aportan la energía. La letra “d” antepuesta indica que el azúcar
es desoxirribosa.
Varias enzimas, entre ellas la protagonista sería la ADN polimerasa que construye
las cadenas catalizando uniones fosfodiéster, agregando nucleótidos de a uno
por vez en el extremo 3' de la cadena en crecimiento. Entre el OH del C3’ de la
desoxirribosa de un nucleótido y el fosfato ligado al C5' del nucleátido recién
llegado.
La duplicación del ADN se produce previo desenrollamiento de las dos cadenas de la
doble hélice, usando cada una como molde para sintetizar las nuevas cadenas.
241
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
PROCESO
Aunque los principios generales de la duplicación o replicación del ADN son
sencillos y pueden considerarse como consecuencia directa de su estructura, el
proceso requiere una maquinaria compleja que contiene una gran cantidad de
enzimas y proteínas que actúan en conjunto.
MÚLTIPLES PUNTOS DE ORIGEN
Los cromosomas eucariontes tienen una gran cantidad de ADN, de enorme
longitud. Si estas moléculas se replicasen a partir de un sitio único de origen, la
etapa “S” de la Interfase sería extremadamente larga. Las células eucariontes
resuelven este problema disponiendo de múltiples sitios de origen de la replicación
en cada cromosoma. En ellos, el ADN presenta secuencias especiales de
nucleótidos.
En cada origen de replicación se forma una burbuja de replicación y allí se ubican
las ADN polimerasas. Las burbujas van creciendo a medida que las hebras de ADN
se abren y las ADN polimerasas van copiando y sintetizando las hebras hijas.
Finalmente las burbujas “se encuentran” y una ADN ligasa une los fragmentos de
ADN formados en cada burbuja.
Los orígenes de replicación contienen tramos especiales de ADN compuestos por cientos de nucleótidos, que
si bien son diferentes en cada origen, todos poseen una secuencia común de alrededor de una docena de
nucleótidos denominada ARS.
Las secuencias especiales de los orígenes de replicación se combinan con un complejo proteico mayor
denominado pre-RC (pre-replication complex). Contiene tres complejos proteicos menores, de los cuales
mencionaremos al ORC, éste se une al ADN.
Si bien se ignora el mecanismo de acción del pre-RC lo hace cuando los orígenes son inducidos por un factor
llamado SPF (factor promotor de la síntesis del ADN) que aparece al comienzo de la fase S.
242
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La separación de las cadenas de ADN da lugar en cada extremo de la burbuja, a
una estructura con forma de "Y" llamada horquilla de replicación. Sus ramas
representan a las cadenas de ADN separadas y el tronco a la doble hélice en vías
de separación.
 Las dos horquillas que nacen en cada origen avanzan en direcciones opuestas
y desaparecen cuando colisionan con sus similares de las burbujas contiguas al
culminar el acercamiento progresivo entre ellas.
Esto no ocurre con la horquilla que recorre el tramo distal del telórnero.
REPLICÓN: es el segmento de ADN que se sintetiza a partir de un origen de
replicación. La replicación concluye cuando se conectan entre sí todos los
replicones. Se cree que cada replicón coincide con un lazo de cromatina en el
ADN.
 Si para sintetizarse el ADN comenzara a replicarse a partir de uno de los extremos y
avanzara hasta arribar al otro extremo, la síntesis tardaría en promedio 30 días. Sabemos
que la fase S es de 7 horas aproximadamente. La rapidez se debe a los numerosísimos
orígenes de replicación que existen a lo largo del ADN, entre 20 y 80 por cada lazo de
cromatina, es decir por cada unidad de replicación.
DESENROLLAMIENTO DE LAS CADENAS DE ADN
En cada cromosoma, las dos cadenas del ADN se encuentran arrolladas una a la
otra como los hilos de una soga. Si tratamos de separarlas, la soga comienza a
torsionarse excesivamente. Algo similar ocurre en el ADN, cuando las cadenas
complementarias se separan para iniciar la duplicación. En ese momento
aumenta la tensión torsional en el sector no duplicado de la doble hélice, lo que
supone un problema que ya veremos cómo se soluciona (lo resuelven las enzimas
topoisomerasas).
La separación de las cadenas, es realizada por la enzima ADN-helicasa, la cual
recorre la hélice cortando los puentes H entre las cadenas complementarias del
ADN. Se ubica una helicasa en cada horquilla, es decir, 2 por burbuja que
avanzan en sentidos contrarios.
243
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Una vez separadas, las cadenas se pueden combinar con las proteínas SSB (single
strand binding) en procariotas y con RPA (proteína A de replicación) en eucariotas,
que evitan el autoapareamiento entre las bases complementarias libremente
expuestas. En realidad, estas proteínas se ubican en una sola de las cadenas, la
llamada “atrasada”.
Vemos que una de las dos cadenas se va copiando “más lento” que la otra -ya
veremos por qué-, y en ésa es necesario colocar las SSB (o RPA). A esa cadena se
la llama cadena atrasada o discontinua y a la otra se la llama cadena adelantada
o continua o conductora. La cadena atrasada es copiada por la ADN polimerasa
alfa, y la adelantada por la ADN polimerasa delta.
A medida que la enzima helicasa abre la doble hélice, dos enzimas
complementarias:
la topoisomerasa
Iy
la topoisomerasa
II o girasa, van
disminuyendo la tensión torsional acumulada por el superenrollamiento en el sector
no replicado de la doble hélice.
 La topoisomerasa I primero corta una de las
cadenas del ADN, la cadena cortada gira una
vuelta en torno a su propio eje y finalmente la
enzima vuelve a unir los extremos cortados.
 La topoisomerasa II corta las dos cadenas, las
cuales luego de girar una vuelta alrededor del
eje de la doble hélice, restablecen sus uniones.
 No se descarta que ambas
enzimas sirvan para prevenir
enredos en la molécula de
cromatina
fuera
de
la
replicación, o sea en cualquier
otro momento en que sea
necesario aliviar tensiones o
enmarañamientos
de
las
hebras de ADN.
También la topoisomerasa I
actúa en la transcripción con
el mismo objetivo.
Ambas enzimas utilizan energía del ATP y se
comportan como nucleasas (cortando las cadenas
de ADN) y luego como ligasas (restableciendo las uniones fosfodiéster).
 Las topoisomerasas I y II se diferencian no sólo porque la primera corta una de
las cadenas y la segunda corta las dos, sino también porque la topoisomerasa I
realiza desenrollamientos de corto alcance y la girasa abarca una extensión de
ADN bastante mayor.
244
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
LA DUPLICACIÓN DEL ADN ES BIDIRECCIONAL
Recordemos que al abrirse la doble hélice se forma una “burbuja” de replicación,
cuyo tamaño aumenta a medida que avanza la separación de las dos cadenas
del ADN, fenómeno que se produce en ambos extremos de la burbuja en forma
simultánea. Se establece de este modo, en cada uno de los extremos, una
estructura en forma de Y, a la que llamamos horquilla de replicación y en la que se
ubica una helicasa que va cortando las cadenas. Así cada burbuja tiene dos
horquillas de replicación que a partir de un punto de origen común avanzan en
direcciones opuestas. Las horquillas desaparecen cuando se van integrando a las
burbujas contiguas. Las horquillas que recorren los telómeros desaparecen cuando
se separa el último par de nucleótidos.
También recordemos que el segmento de ADN que se sintetiza a partir de un
origen de replicación (con sus dos horquillas), lo llamamos replicón. De este modo
la replicación del ADN termina cuando se ensamblan los sucesivos replicones. Esto
permite que el ADN se sintetice en un tiempo bastante breve para el ciclo de vida
de una célula.
LA SÍNTESIS DE ADN ES DISCONTINUA
Una de las características de las ADN-polimerasas es que sólo pueden sintetizar en
dirección 5’
3’, por agregado de nucleótidos en el extremo 3’ de las cadenas
nuevas. Es decir que leen de 3’ a 5’ y la cadena que van formando crece de 5’ a
3’. Sólo actúan de esta manera, al igual que todas las polimerasas (la ARN
polimerasa sintetizaba igual).
Como vimos, a medida que se separan las cadenas progenitoras en la horquilla de
replicación, una presenta sus nucleótidos en dirección 5’
3’ y la otra en
dirección 3’
5’. De manera que la primera al ser copiada debería formar una
cadena hija en sentido 3’
5’, algo que las polimerasas no pueden hacer.
Las células solucionan esta situación utilizando estrategias distintas en la
construcción de cada una de las nuevas cadenas:
245
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 La cadena hija que se formó en dirección 5'
3’ se construye en forma
continua mediante el agregado de nucleótidos en el extremo 3’ a medida
que avanza la horquilla de replicación.
 En cambio la otra cadena hija es sintetizada de manera discontinua, en
pequeños tramos, llamados fragmentos de Okazaki, los cuales se unen entre
sí a medida que se sintetizan, por acción de la enzima ADN-ligasa. Cada
fragmento de Okazaki posee cerca de 200 nucleótidos.
Por lo expuesto, podemos decir que la síntesis del ADN es un proceso bidireccional,
no sólo porque se produce en dos direcciones divergentes a partir de una misma
burbuja de replicación, sino también porque las cadenas de la doble hélice son
sintetizadas en direcciones opuestas.
LA REPLICACIÓN ES SEMICONSERVATIVA
Como las nuevas hélices de ADN están
formadas por una cadena original
(preexistente) que sirvió de molde y una
cadena nueva (recién sintetizada)
decimos
que
el
mecanismo
de
replicación es semiconservativo.
50% del ADN original
25% del ADN original
246
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
INICIO DE LA SÍNTESIS DE ADN
Para iniciar la síntesis de las cadenas complementarias se requiere además del
ADN molde un cebador o primer, que consiste en una pequeña cadena de ARN
de unos diez nucleótidos de largo que funciona como punto de partida para que
la ADN polimerasa pueda seguir colocando nucleótidos. La síntesis del cebador es
catalizada por una enzima llamada ARN-primasa y el mismo queda unido al ADN
temporariamente. Una vez sintetizado el cebador, la síntesis continúa si la ADNpolimerasa tiene disponibles suficientes desoxirribonucleótidos trifosfatados (dATP,
dGTP, dCCP y dTTP). Éstos se agregan en la cadena nueva de acuerdo a la
secuencia de nucleótidos de la cadena que sirve de molde.
Gran parte de la energía requerida durante la replicación la aportan los
desoxirribonucleótidos trifosfatados, que hidrolizan los últimos dos grupos fosfato
(liberando energía) cuando se unen entre sí.
La cadena continua requiere un solo cebador que se forma al comienzo de la
replicación, en cambio la cadena discontinua necesita muchos cebadores, uno
para cada fragmento de Okazaki. Los cebadores luego son removidos por
una nucleasa reparadora y su lugar es reemplazado por un fragmento de ADN
equivalente sintetizado por la ADN-polimerasa beta. Finalmente la ADN ligasa va
soldando los fragmentos de ADN resultantes.
Entonces en principio tenemos 3 tipos de ADN polimerasas:
 ADNpolimerasa delta: sintetiza la cadena continua.
 ADNpolimersaba alfa: sintetiza la cadena discontinua.
 ADNpolimerasa beta: sintetiza los fragmentos de ADN que deben al final
reemplazar a los cebadores (que eran temporarios).
Cabe señalar que las ADN-polimerasas son sostenidas por un anillo proteico
deslizante cuya proteína se llama PCNA (Proliferating Cell Nuclear Antigen)
mientras realiza el deslizamiento por la cadena de ADN. Este anillo o abrazadera
deslizante evita que la ADN polimerasa se desprenda del ADN y deje de sintetizar.
247
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 La ADN primasa y la
ADN polimerasa alfa
necesitan 4 segundos
para construir el
cebador y agregar los
200 nucleótidos de cada
fragmento de Okazaki.
COMPARAMOS CON TRANSCRIPCIÓN
 Ambos ADN y ARN se sintetizan en dirección 5' a 3'.
 Las ADN polimerasas son equivalentes a las ARN polimerasas.
 En la síntesis del ARN el ADN se transcribe sólo en los
sectores que
corresponden a los genes activos, mientras que en la replicación no queda
ningún sector del ADN sin duplicar.
 El ARN copia sólo una de las cadenas y a medida que progresa la
transcripción se despega de la cadena que le sirve de molde. En la
replicación las dos cadenas del ADN se utilizan como moldes y una vez
separadas no vuelven a juntarse, porque las hijas quedan unidas a las
progenitoras.
 La replicación exige un número de enzimas mayor que la transcripción
TELOMERASAS: son enzimas que dirigen la replicación del ADN en la zona
correspondiente a los telómeros, que son los extremos de los brazos de los
cromosomas (los extremos del ADN).
Los telómeros se van acortando con cada ciclo celular y este fenómeno tiene
relación con el envejecimiento celular. El acortamiento de los telómeros es un
248
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
evento normal de la duplicación: cada vez que se copian las cadenas, los
extremos no pueden ser copiados y cada hebra de ADN hija es un poco más corta
que la molde.
A lo largo de las generaciones celulares se iría perdiendo más y más ADN hasta
que se llegue a ADN útil lo cual supone un problema para la célula. Esto se evita
periódicamente porque los tramos de ADN perdidos son reconstruidos, gracias al
complejo enzimático ribonucleoproteico llamado telomerasa integrado por una
pequeña pieza de ARN y varias proteínas.
Se ha comprobado que las células normales provenientes de embriones o de
individuos jóvenes se dividen más veces que las células procedentes de individuos
de más edad. Entonces, se sugiere que las células envejecidas mueren antes
debido a que sus telómeros una vez acortados no recuperan su tamaño y la
muerte celular se produce cuando la longitud telomérica queda por debajo de
ciertos límites.
La causa del acortamiento de los telomeros derivaría de una reduccion progresiva de la síntesis
de la enzima telomerasa a medida que transcurren las generaciones celulares
 Por el contrario en las células concerosas esta síntesis se haya aumentada lo
cual daría lugar a disfunciones en los telómeros y a las perpetuas divisiones que
experimentan estas células cuando se las cultiva.
La duplicacion del ADN es:
Simultánea: sucede en cada burbuja de replicación a la vez, una por cada
origen de replicación, y luego se unen y pegan los múltiples fragmentos de ADN
resultantes.
Bidireccional: las dos cadenas hijas se construyen en direcciones opuestas y
también porque las dos horquillas avanzan en direcciones divergentes.
Asimétrica: la síntesis de la cadena adelantada es continua de un lado de la
burbuja, y la de la cadena retrasada es de forma discontinua del otro lado.
Semiconservadora: cada molécula de ADN recién sintetizado tiene una hebra
molde y otra nueva.
Al igual que el ADN, las histonas también se sintetizan en la fase S y se incorporan a
los nucleosomas apenas el ADN es duplicado.
Casi todas las copias (entre 20 y 50) de los genes de las cinco histonas se
transcriben simultáneamente. Por tanto en la fase S la concentración de los ARNm
de las histonas es muy alta, no sólo porque aumenta su síntesis sino porque
disminuye su degradación. Los cromatosomas nuevos se forman con histonas viejas
y nuevas, ya que las histonas nuevas se reparten al azar.
249
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
3’
5’
Dato: la compactación del ADN retardaría la replicación  esto se comprueba
cuando se compara la replicación del cromosoma X activo con la de su
homólogo compactado (el corpúsculo de Barr). La de este último es bastante más
tardía a pesar de que ambos cromosomas X son idénticos.
Repasamos todas las estructuras que intervienen en la Replicación con su función:
ADN:
Nucleótidos trifosforados de desoxirribosa:
PCNA (aro proteico deslizante):
Enzimas ADN polimerasas:
 Al conjunto de todas
las enzimas y proteínas
comprometidas con las
duplicación del ADN se lo
denomina “Replisoma”
 alfa:
 beta:
 delta:
Proteína SSB o RPA:
Enzima helicasa:
Primer o cebador:
Enzima primasa:
Enzima nucleasa reparadora:
Enzima ADN ligasa:
Enzima topoisomerasa I:
Enzima girasa:
Enzima telomerasa:
Y no olvidemos los conceptos de Replicón, Orígenes de Replicación, Burbuja y Horquilla de
Replicación, Cadena Contínua y Cadena Discontínua, Fragmentos de Okazaki.
250
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Después de la fase S en la que se lleva a cabo la duplicación del ADN, la célula
entra en:
c) Fase G2, postsintética o premitótica: corresponde al intervalo que queda entre S
y el inicio de la mitosis. En esta fase la célula tiene 2n de número cromosómico y el
doble de ADN (4c o 4n), debido a que cada cromosoma tiene dos moléculas de
ADN.
Durante G2, se produce una pausa, que le da a la célula un lapso durante el cual
actúan mecanismos de seguridad para controlar -antes que la célula se divida- si
las moléculas de ADN han completado su replicación y si fueron separadas. Se
completa la duplicación de los componentes citoplasmáticos. También se
producen las moléculas que serán necesarias durante la división celular. Por
ejemplo las que formarán el huso mitótico.
 ETAPA DE DIVISIÓN
 Ocurre la distribución del ADN y del citoplasma en dos células hijas.
 Dura aproximadamente entre 30 y 90 minutos.
 En este período la cromatina se condensa formando los cromosomas. Los
cromosomas como tales (cromatina condensada o enrollada al máximo) sólo
existen durante la mitosis.
 La mitosis es un cambio visible al microscopio óptico, a diferencia de todos
los cambios producidos durante la interfase que no pueden observarse al
microscopio.
Para tener una idea de la magnitud de la reproducción celular pensemos que un
individuo adulto está formado por billones de células (1013) y que todas derivan de
una sola  el cigoto.
Las células se reproducen:
 Para posibilitar el crecimiento corporal.
 Para reemplazar a aquellas que desaparecen por envejecimiento o muerte
programada.
 Durante ciertas situaciones patológicas como la reparación de las heridas.
Primero la célula duplica el contenido de su núcleo y de su citoplasma y luego se divide en dos.
 Las células somáticas se duplican a través de una división llamada MITOSIS y se
forman “clones”: 2 células idénticas a la progenitora. Se conserva la diploidía (46
cromosomas).
 Las células germinativas se reproducen por MEIOSIS y de esta manera forman 4
células sexuales (gametas) que poseen variabilidad genética, es decir, son
diferentes a la progenitora. El número de cromosomas se reduce a la mitad: se
transforman en células haploides (23 cromosomas).
251
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
MITOSIS
Es la división celular que realizan las células somáticas,
en la que de una sola progenitora se originan dos
células hijas con el mismo número de cromosomas y
genéticamente resultan idénticas a la célula madre,
salvo que ocurran mutaciones génicas o aberraciones
cromosómicas. Ocurre durante la fase M del ciclo
celular.
Al comenzar la mitosis cada cromosoma es doble
(formado por dos cromátidas) debido a la
duplicacion del ADN en la fase S. Las cromátidas
hermanas del mismo cromosoma son dénticas entre sí
y cada una representa una sola molécula de ADN
La mitosis puede ser dividida en dos grandes etapas:
Cariocinesis: división del núcleo.
Citocinesis: división del citoplasma. Esta última es la fase final que concluye de la
mitosis.
FASES DE LA MITOSIS: son cuatro: profase, metafase, anafase y telofase. Puede
incluirse además la "prometafase", ubicada entre profase y metafase.
 PROFASE
La cromatina comienza a espiralizarse y condensarse y aparecen los cromosomas
como filamentos delgados visibles al MO (aún no llegan al máximo de
espiralización).
A medida que avanza la profase las cromátidas se hacen más cortas y más
gruesas. Los centrómeros o constricciones primarias se vuelven visibles porque se les
han asociado dos placas proteicas: los cinetócoros.
Los cromosomas efectúan un movimiento centrífugo que indica que se acerca el
momento de la desintegración de la envoltura nuclear.
El nucléolo reduce su tamaño hasta que
finalmente desaparece.
Los centríolos ya duplicados migran hacia los
polos celulares rodeados de MT en
orientacion radial formando el áster.
Debido a la desintegración del citoesqueleto la célula
tiende a hacerse esférica, pierde sus contactos con las células vecinas o con la
matriz extracelular, el RE y el Golgi se fragmentan en vesículas pequeñas.
El hecho más destacado es el comienzo de la formación del huso mitótico.
252
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Los cinetócoros presentan dos caras: una externa, convexa donde se implantan los MT y otra
interna en contacto con la cromatina del centrómero. Existe una enfermedad llamada
esclerodermia en la cual se generan anticuerpos llamados “crest” que reaccionan contra los
cinetócoros. Los genes que codifican a las proteínas cinetocóricas se hallan en los propios
centrómeros en medio del ADN repetitivo satélite.
procentríolo
diplosoma
 Los centríolos ya estaban duplicados, porque
comienzan
a
duplicarse
durante
la
interfase,
concretamente al final de la fase G1 o al comienzo de S.
Recordemos que los dos centríolos del diplosoma se
separan y cerca de cada uno aparece un procentríolo.
Estos crecen lentamente durante las fases S y G2 y
alcanzan su tamaño definitivo al comienzo de la profase,
donde se visualizan los dos pares de centríolos. Cada par
se encuentra en su matriz centrosómica, que también se
ha duplicado.
- PROMETAFASE
Es un período de transición entre profase y metafase.
En los últimos momentos de la profese la envoltura nuclear inicia su desintegración
y ya en esta etapa desaparece por completo, por lo tanto los cromosomas se
encuentran en el citoplasma algo más condensados y en aparente desorden. La
lámina nuclear se desarma (por despolimerización de los laminofilamentos), la
carioteca se desintegra en vesículas (como ocurre con el RE) y los complejos del
poro quedan ligados a ellas.
El huso mitótico completa su formación. Se observan las fibras cromosómicas o
cinetocóricas donde se adhieren los cromosomas, las fibras polares y las del áster.
 Para indicar cuándo desaparece la membrana nuclear y cuándo se termina de
formar el huso mitótico lo correcto es decir “prometafase” NO profase. Si no existe
como posibilidad la prometafase, lo correcto es decir “al final de la profase”.
 METAFASE
Como desaparece la membrana nuclear, el
huso mitótico se ubica en el centro de la
célula y los cromosomas se insertan en sus
fibras a través del cinetocoro.
Los cromosomas se ubican en el plano
ecuatorial
de
la
célula
en
forma
perpendicular al huso.
 En esta etapa la cromatina se encuentra al máximo de su espiralización y
condensación lo que facilita el estudio de los cromosomas.
253
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Cuando finaliza esta etapa los centrómeros se escinden y las cromátidas hermanas
se separan constituyendo ahora cada una un cromosoma hijo simple.
 En las células humanas quedan dos juegos de 46 cromosomas hijos (y simples)
cada uno.
 ANAFASE
Se da la migración de los cromosomas hijos desde la placa ecuatorial hacia los
polos celulares previa partición de los centrómeros (quienes mantenían unidas a
las dos cromátidas).
La migración se ve facilitada por las fribras cinetocóricas del huso mitótico. Los
cromosomas suelen adoptar la forma de una "V".
Al final de esta etapa se produce el agrupamiento de los 2 juegos cromosómicos
hijos en cada polo celular y tambien ocurre la distribución más o menos equitativa
de los organoides para las células hijas.
Los MT de las fibras cinetocóricas se acortan progresivamente y aumenta la
longitud de las fibras polares, debido al distanciamiento de los polos de la célula
que pierde su forma esférica y adquiere un aspecto ovoide.
Comienza a producirse la citocinesis con la aparición del surco de segmentacion.
 TELOFASE
La llegada de los cromosomas hijos a los polos, y la desaparición de las fibras
cinetocóricas marca el inicio de la telofase.
La célula se ha alargado un poco más de modo que las fibras polares son más
largas que las de la anafase.
Se produce la reconstrucción de los núcleos de las células hijas.
Las vesículas derivadas de la desintegración de la envoltura nuclear se asocian y
construyen las cariotecas (a partir del RE) de los núcleos hijos con sus respectivos
complejos del poro.
Los laminofilamentos se repolimerizan y forman las láminas nucleares.
Los cromosomas comienzan a desespiralizarse y extenderse formando las masas
de cromatina.
Se reconstituyen los nucléolos.
El surco de segmentación o ecuatorial se hace más notorio por la presencia de un
anillo contráctil formado por filamentos de actina y
En resumen, ocurren
miosina II, que se ubica por debajo de la membrana
todos los procesos
plasmática.
INVERSOS de la
En la región ecuatorial todavía quedan algunas fibras del
profase
huso mitótico originando el cuerpo intermedio o cuerpo
medio, que son los MT remanentes.
254
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El citoplasma se estrangula aproximadamente a la mitad y se separan dos células
hijas, concluyendo así la citocinecis y se inicia una nueva interfase en cada una.
CITOCINESIS: se inicia en la anafase y concluye al final de la telofase. Tanto las fibras del áster como
las polares se despolimerizan hasta desaparecer. Sólo sobreviven los tramos de fibras polares de la
zona ecuatorial de la célula formando el cuerpo intermedio, junto con vesículas y material denso.
 El lugar donde se forma el anillo contráctil es determinado, al fin de la anafase, por los MT del
áster, cuyos extremos libres se trasladarían al ecuador de la célula e inducirían a la polimerización
de monómeros de actina debajo de la membrana plasmática.
Se restablece el citoesqueleto, las células hijas adquieren la forma original de la célula antecesora y
se conectan con otras células (si pertenecen a un epitelio) o a la matriz extracelular.
Dirigidos por el citoesqueleto, las mitocondrias, RE, Golgi, se distribuyen en las células hijas como
estaban en la célula madre.
 Durante la mitosis no se sintetiza ARN, porque el ADN se haya muy
compactado. La síntesis proteica disminuye drásticamente durante la mitosis (al
25% respecto a la interfase).
255
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
REGULACIÓN DEL CICLO CELULAR
En el control de las divisiones celulares intervienen dos tipos de moléculas:
 CICLINAS: llamadas así porque en el curso de cada ciclo celular alternan
un período de síntesis creciente seguido por otro de rápida degradación.
Existen varias clases de ciclinas cuyas concentraciones se elevan y
descienden según el momento del ciclo celular. Las principales son la ciclinas
G1 y la ciclina M (mitótica). Su función es activar a las quinasas.
 QUINASAS: son dependientes de las ciclinas, activadas por ellas. Son la
Cdk2 y Cdc2. Actúan antes de la fase S y antes de la mitosis, deben unirse a
las ciclinas para formar factores promotores. Si dichos factores no se forman,
entonces no ocurre la síntesis de ADN ni la mitosis.
 La FASE S se produce cuando la ciclina G1 activa a la Cdk2:
La ciclina G1 activa a Cdk2 quien inicia una cadena
de
fosforilaciones
en
sucesivas
proteínas
intermediarias. La cadena culmina con la activación
de las moléculas responsables de la replicación del
ADN.
Para que la Cdk2 se active, la ciclina G1 debe
alcanzar un determinado umbral de concentración.
A partir de ese momento se unen y forman el SPF 
Factor Promotor de la Síntesis. Puede ser que la
256
La concentración de Cdk2 se
mantiene constante a lo largo del
ciclo celular. En cambio la ciclina
G1 comienza a sintetizarse a
partir del punto de arranque,
aumenta durante S, luego
comienza a declinar para
desaparecer por completo en G2.
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
proteina U (“unstable protein”, que vimos en el punto R) actúe como SPF.
El SPF induce la apertura de los orígenes de replicación y activa a moléculas
involucradas en la síntesis de ADN como las ADN polimerasas, helicasa, etc.
En cierto momento de la fase S la concentración de la ciclina G1 comienza a
declinar, y cuando cae por debajo del umbral se separa de la Cdk2 y el SPF deja
de existir. Las ciclinas se degradan en los proteasomas.
 La FASE M se produce cuando la ciclina M activa a la Cdc2:
La ciclina M comienza a sintetizarse a partir de la fase G2 (antes que desaparezca
la ciclina G1), cuando la ciclina alcanza un determinado umbral de
concentración se une a la Cdc2 y componen un complejo llamado MPF  factor
promotor de la mitosis.
Activada por la ciclina M, la Cdc2 fosforila a diversas moléculas: a las proteínas
que regulan la estabilidad de los filamentos del citoesqueleto, a los
laminofilamentos de la lámina nuclear, a la histona H1, etc. lo que desencadena la
serie de eventos que vimos en profase, es decir: incia la mitosis.
Éstos y otros fenómenos se revierten cuando concluye
la división celular, ya que al desactivarse la Cdc2, las
proteínas protagonistas se desfosforilan. La Cdc2 se
desactiva cuando la concentración de ciclina M cae a
un nivel inferior del que necesita para mantenerse
unida a la quinasa, entonces desaparece el MPF.
El inicio de la anafase dependería
de un complejo proteico llamado
APC (anaphase-promoting
complex) o ciclosoma. Promueve la
degradación de la ciclina M y
propicia la destrucción de las
proteínas centroméricas que
mantienen unidas a las
La disociación del MPF ocurre durante la anafase, pero
cromátidas.
se produce sólo si todos los cinetócoros se ligaron a las
fibras del hiso mitotico  esto asegura la normal segregación de los cromosomas
hacia los polos.
 Vemos que las concetraciones de las quinasas (Cdk2 y Cdc2) son constantes, en cambio las de las ciclinas
(G1 y M) crecen y decrecen según el momento del ciclo.
Cuando la concentración de estas últimas llega al umbral adecuado, se unen a sus respectivas quinasas y se
forman los factofes promotores SPF y MPF.
Conclusión:
 Ciclina G1 + quinasa Cdk2  SPF  se induce la fase S (se cruza el punto R).
 Ciclina M + quinasa Cdc2  MPF  se induce la fase M (inicia la profase).
257
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
REGULACIÓN DE LA PROLIFERACIÓN
Existen sustancias que pueden actuar estimulando o inhibiendo el ciclo celular.
 Las células que derivan de la segmentación de la célula huevo, poseen un
mecanismo que en forma automática genera una división apenas concluye la
anterior.
 Las células que no se dividen y permanecen en G0, en sus citoplasmas no
poseen ciclinas ni quinasas, o probablemente hay factores que inhiben su
proliferación.
 En las células restantes, la mitosis depende de sustancias inductoras que
provienen del exterior.
 Las sustancias que INDUCEN la proliferación celular lo hacen en el punto de
arranque, y el cambio que provocan en el receptor es el que promueve la síntesis
de la ciclina G1.
La secreción de las sustancias inductoras es regulada por mecanismos que tienden
a mantener un número adecuado y constante de células de cada uno de los tipos
celulares.
Por ejemplo: la cantidad de eritropoyetina secretada (hormona estimulante de la
producción de eritrocitos en la médula ósea) es proporcional a la destrucción de
los glóbulos rojos en la sangre y aumenta a niveles considerables durante las
hemorragias.
 Los FACTORES INHIBIDORES de la proliferación celular son las "chalonas",
químicamente son polipéptídos o glicoproteínas. Son inhibidores endógenos que
disminuyen el número de mitosis y prolongan la vida de la célula. No son
específicas de la especie pero sí de los tejidos. Ej.: chalonas epidérmicas, chalonas
linfocíticas, etc.
Ejemplos de inhibidores exógenos:
 Antibióticos: algunos inhiben la síntesis proteíca en procariotas, por lo tanto
inhiben el ciclo celular bacteriano.
 Medicamentos anticancerosos: bloquean las enzimas relacionadas con la
síntesis de ADN y la división celular.
 Existe un control del estado del ADN antes de que la
célula ingrese en la fase S. El mismo es ejercido por una
proteína citoplasmática llamada P53, que es sintetizada
por la misma célula en respuesta a la aparición de
alteraciones en el ADN. El gen p53 que la codifica
pertenece a una categoría de genes conocidos como
“supresores de tumores”.
La P53 se comporta como un factor de transcripción que
258
Si la proteina p21
resultara insuficiente
para bloquear la Cdk2,
tiene otro recurso: en
el comienzo de la
replicación se une al
anillo de PCNA e
impide su función.
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
promueve la expresión de los genes de otras proteínas reguladoras p21 y p16, que
tienen como objetivo bloquear la actividad del Cdk2  la célula no ingresa en
fase S y permanece en G1. Esto sucede cuando la célula dectecta alteraciones
en el ADN, y de esta manera frena la división y evita que se siga perpetuando el
error en próximas generaciones celulares.
Si se comprueba que el daño es peligroso para las futuras generaciones la
proteína p53 además provoca la muerte de la célula (por apoptosis) y con ello la
desaparición del ADN dañado.
Un poco más sobre el cáncer
Muchos tipos de cánceres se producen por la acumulación de alteraciones
genéticas.
Si bien existen múltiples causas ambientales involucradas en la aparición de
cuadros cancerígenos, es sabido que en ciertas familias algunos cánceres se
manifiestan con una incidencia mayor que lo habitual, lo que ha llevado a
investigar las bases genéticas de la enfermedad.
El cáncer no se genera a partir de células normales que explosivamente se
transforman en malignas. Surge al cabo de sucesivas generaciones de células que
pasan por estados pre-cancerosos, cada vez más acentuados. Estos estados son
consecuencia de la acumulación de alteraciones genéticas que finalmente
instalan la enfermedad en algunas células descendientes.
Hay dos clases de genes relacionados al cáncer
 Genes supresores de tumores: como el gen p53. Los derivados de estos genes
inhiben la reproducción excesiva de células, por lo tanto cuando están
defectuosos dejan a la célula sin esos frenos naturales y pueden ingresar en un
estado de divisiones sucesivas descontroladas.
 Proto-oncogenes: son genes normales que codifican proteínas implicadas en el
control de la proliferación celular, como ser factores de crecimiento, receptores
para los factores de crecimiento, varias proteínas que actúan como factores de
transcripción, etc. Cuando los protooncogenes se mutan originan oncogenes, que
son las versiones defectuosas, lo que lleva a un aumento descontrolado de la
proliferación celular.
 Diversos virus son portadores de oncogenes. Si bien varios cánceres que afectan a la especie
humana se hayan asociados a infecciones virales (el virus de la hepatitis B aumenta la incidencia
de carcinoma hepático, el virus del SIDA aumenta la incidencia del sarcoma de Kaposi, el virus HPV
produce cáncer de cuello uterino), ninguno de los cánceres humanos es generado directamente
por oncogenes transferidos por virus, sino que el mecanismo de malignidad celular en presencia del
virus sería otro.
259
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
MEIOSIS
Es un proceso de división celular complejo que se
La palabra “meiosis”
produce en células germinales, que son las que forman
proviene del griego
gametos en organismos que se reproducen sexualmente.
meioum = disminuir
Las células germinales se denominan espermatogonias en
el hombre y ovogonias en la mujer. Entran en meiosis y
luego de algunos procesos más de maduración y diferenciación forman las
gametas (espermatozoide y ovocito).
Todos estos procesos que ocurren para que se formen las gametas, incluida la meosis, se nuclean
bajo el nombre de gametogénesis (espermatogénesis para el hombre y ovogénesis para la mujer) y
tienen lugar en las gónadas (testículos y ovarios).
 Las células germinales también se reproducen por mitosis, de esta forma se
“clonan” y proliferan, ampliando la cantidad de células germinales disponibles que
pueden entrar en meiosis.
El ser humano se origina por la unión de un gameto masculino que es el
espermatozoide y uno femenino que es el ovocito (mal llamado óvulo).

Para que al formarse el cigoto se reúnan los 46 cromosomas de la especie
humana, cada gameta debe tener 23 (la mitad, número haploide o n). Es por ello
que la meiosis es una división que se encarga de reducir a 23 el número de
cromosomas, para que cada gameta finalmente sea haploide.
*Las células germinales cuando comienzan la meiosis son diploides o 2n (46
cromosomas).
La meiosis consiste en dos divisiones celulares consecutivas:
 División Reduccional: se inicia en las células germinales y se reduce a la
mitad el número de cromosomas. Esta division o Meiosis I tiene una profase
muy compleja que permite el intercambio genético y es muy larga (años)
en la mujer.

-Interfase o Intervalo
 Division Ecuacional: o Meoisis II, es como una mitosis común, pero ya con
la mitad de cromosomas.
260
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 En el hombre la meiosis comienza en el espermatocito primario (versión ya
“decidida a hacer meiosis” de la espermatogonia) y termina en la espermátida, la
cual luego se transforma en el espermatozoide cuando le crece el flagelo. De una
sola espermatogonia, se forman 4 espermatozoides.
 En la mujer de un ovocito primario (versión ya “decidida a hacer meiosis” de la
ovogonia) se forma un óvulo (única celula fértil formada), ya que los otros tres
elementos originados llamados cuerpos polares son células atróficas y se
desechan.
Al comienzo de la meiosis cada cromosoma es doble formado por dos cromátides
por la duplicacion del ADN en la fase S. Es decir que la célula es idéntica a la que
va a entrar en mitosis.
De una célula diploide y con ADN duplicado (2n, 4c) se originan cuatro, pero con
la mitad del número cromosómico (n) y con cromosomas simples (c), y un
contenido genético distinto a la célula que le dio origen (variabilidad genética).
En la meiosis se producen:
 Reducción del número de cromosomas a la mitad.
 La recombinación genética  intercambio de segmentos cromosómicos.
 Segregación al azar de los cromosomas hom6logos maternos y paternos
*Cromosomas homólogos: son los dos cromosomas virtualmente idénticos uno
aportado por el padre y otro por la madre que conviven en las células diploides.
ETAPAS
 Estas 6 etapas de la profase I
de la meiosis I pueden tener
además de terminación "nema",
terminación "tene". Por ejemplo:
leptonema o leptotene,
(Reduccional)
paquinema o paquitene, etc.
(Ecuacional)
261
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
MEIOSIS I
La division meiótica comienza después de varias divisiones mitóticas de las células
sexuales precursoras: espermatogonios y ovogonios. En ambas células en un
momento de la fase G1 de la interfase previa, se produce un cambio decisivo que
las obliga a entrar en meiosis.
PROFASE I
PRELEPTONEMA: corresponde a la profase temprana de la mitosis. Los cromosomas
se ven muy delgados y son difíciles de observar.
LEPTONEMA
El núcleo aumenta de volumen al igual que el nucléolo.
Los cromosomas se hacen visibles. Pueden estar distribuidos al azar pero en
general forman el "bouquet" es decir se agrupan con sus telómeros hacia la
envoltura nuclear y el resto hacia la porción interna del núcleo, como formando un
“arco”. Los cromosomas son dobles pero al M.O parecen verse simples (no se
distinguen las dos cromátidas).
CIGONEMA
Recordemos que las células diploides presentan dos juegos haploides de cromosomas (46
cromosomas en total). Cada par de cromosomas posee uno que proviene del espermatozoide y
otro del óvulo, o sea que cada uno está representado “por duplicado”. Cada uno de los
cromosomas del par se llaman homólogos, y son semejantes en tamaño, forma y tipo de
información hereditaria.
Los
cromosomas
El complejo sinaptonémico
homólogos
formados
puede comenzar en cualquier
cada uno por dos
punto de los cromosomas, en
cromátidas se alinean y
algunos casos los homólogos
aparean
se unen primero por uno de
longitudinalmente,
sus extremos y la unión
proceso
que
se
progresa hacia el otro
conoce como sinapsis.
extremo como un "cierre
Al
producirse
este
apareamiento se forma
relámpago".
un armazón proteico
que queda entre las cromátidas contiguas. A
esta estructura proteica se la llama complejo
sinaptonémico (CS).
 El CS está integrado por dos componentes
laterales y un componente central.
262
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La fijación de los telómeros a la envoltura nuclear ordena los cromosomas,
favoreciendo el alineamiento de sus homólogos. Los CS, por sus extremos también
se insertan en la envoltura nuclear, a través de engrosamientos llamados placas de
fijación.
El CS debe es un armazón proteico que se construye para que los cromosomas homólogos queden
próximos y alineados, para que pueda suceder el siguiente paso que es el más importante: la
recombinación de los homólogos. 
PAQUINEMA
Es un proceso más largo que los anteriores. Su duración se
mide en días, mientras que leptonema y cigomena se miden
en horas.
Los cromosomas han llegado al máximo de condensación y
son más cortos, el apareamiento ya se completó.
Los homólogos apareados aparecen con dos cromátidas
cada uno: a este conjunto se lo denomina bivalente o tétrada
y se compone por un cromosoma paterno y otro materno
apareados por el CS.
Las dos
cromátidas de
cada cromosoma
homólogo se
denominan
hermanas.
 En esta etapa se intercambian segmentos entre las cromátidas homólogas: se
producen rupturas transversales en las dos
cromátidas, en ambas al mismo nivel,
seguidas por el intercambio y la fusión de los
segmentos intercambiados 
Este fenómeno es denominado crossing over o
recombinación genética lo que dará lugar a la
variabilidad genética
A lo largo de los bivalentes sobre cada CS aparece una sucesión de nódulos
llamados nódulos de recombinación, su número y localizaciones coinciden con los
sitios de recombinación. Este nódulo constituiría un gran complejo multienzimático
encargado de reunir a las cromátidas paternas y maternas y producir los cortes y
empalmes necesarios para la recombináción.
263
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
DIPLONEMA
Los cromosomas apareados comienzan a separarse aunque permanecen unidos
en los puntos de intercambio o crossing over, adoptando la forma de cintas
cruzadas, donde cada parte de contacto se llama quiasma (cruz).
El complejo sinaptonémico se desintegra.
El número de quiasmas por cromosoma es variable, puede oscilar entre 1 a 12, esto
depende de la longitud de los cromosomas involucrados.
La cantidad de quiasmas y sus ubicaciones suelen coincidir con los nódulos de
recombinación.
El diplonema es un periodo de larga duración: los ovocitos I llegan a esta etapa
antes del séptimo mes de vida intrauterina y permanecen así como mínimo
hasta la pubertad y como máximo hasta la menopausia. Esto es porque quedan
“estancados” en esta fase durante toda la infancia de la mujer y hasta la
pubertad. Cada ovocito I reanudará la profase I recién cuando sea ovulado.
DIACINESIS
Los cromosomas homólogos continúan separándose y los quiasmas desaparecen
progresivamente porque se van desplazando hacia los extremos, lo cual se llama
terminalización.
Cuando termina esta etapa los homólogos quedan unidos sólo por los quiasmas.
 Acá finaliza la Profase I
PROMETAFASE 1
Las tétradas se distribuyen homogéneamente por todo el núcleo.
El nucléolo se separa de los organizadores nucleolares y desaparece
Lo mismo sucede con la envoltura nuclear.
A excepción del aspecto de los cromosomas, este estadío muy breve se asemeja
a la profase tardía de la mitosis. Los centrómeros homólogos, todavía unidos por los
quiasmas se desplazan juntos, cada uno de ellos sigue formado por dos
cromátidas y se insertan en las fibras del huso mitótico a través del cinetócoro.
264
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
METAFASE I
Los cromosomas homólogos unidos por los quiasmas se orientan hacia el plano
ecuatorial de la célula. Cuando los cromosomas son cortos los quiasmas se
localizan en los extremos de los homólogos (quiasmas terminales), cuando los
cromosomas son largos, los quiasmas aparecen en varios puntos a lo largo de los
ejes cromosómicos (quiasmas intersticiales).
ANAFASE I
Los cromosomas homólogos (en tétradas) se
van separando fraccionados hacia los
respectivos polos a través del cinetócoro. Los
quiasmas se desplazan hacia los extremos
libres hasta que finalmente se separan por
completo.
 Cada uno de los cromosomas del par homólogo se desplaza hacia un polo
diferente, (23 por un lado y 23 por el otro) unidos por su centrómero a las fibras del
huso.
La migración es al azar migrando juntos cromosomas maternos y paternos. Es decir
que podrían ir por ejemeplo 20 paternos juntos a 3 maternos para un polo; y 20
maternos junto a 3 paternos para el otro. Es totalmente al azar esta distribución.
Esto también origina variabilidad genética.
Entonces éste es el otro momento clave de la meiosis, junto al Paquinema. El proceso de crossing over del
paquinema (Profase I), y la migración azarosa de cromosomas paternos y maternos de la Anafase I son los
2 momentos que generan variabilidad genética y hacen que las gametas resultantes al final de la meoisis
sean únicas e irrepetibles, diferentes entre ellas y a las células que les dieron origen.
La diferencia esencial entre esta anafase y la que vimos en mitosis es que acá
la separación es entre cromosomas homólogos, por lo que cada cromosoma
sigue siendo doble al final, y en cada célula hija quedan sólo 23 (con 2
cromátides cada uno). En la anafase mitótica lo que se separaba eran las
cromátides hermanas, por lo que cada célula hija recibía un cromosoma
simple, pero seguían siendo 46.
265
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
TELOFASE I
Es muy similar a la que vimos en mitosis.
Los grupos cromosómicos haploides llegan a sus respectivos polos.
En torno de ellos se regenera la envoltura nuclear.
Los cromosomas se distienden.
Se produce la citocinesis.
 Entones al finalizar la meioisis I, se producen dos células con número haploide
de cromosomas -a partir de una diploide-, de allí el nombre de reduccional. La
variabilidad genética se produce por los mecanismos de crossing over y la
separación al azar de los cromosomas homólogos, los momentos más importantes
de esta primera etapa.
INTERFASE O INTERVALO
Es corta y no hay duplicación del ADN. Cada cromosoma está formado por dos
cromátidas.
 Quedan dos células hijas con número haploide de cromosomas (n = 23) y 2c
de ADN porque cada cromosoma está formado por 2 cromátidas. Se puede
decir que son diploides respecto al contenido de ADN.
 Cada célula tiene información genética distinta.
 En el varón: el resultado de la primera meiosis son dos células hijas parecidas
denominadas espermatocitos II.
 En la mujer: luego de la meiosis I, debido a que el reparto del citoplasma es
sumamente desigual se forman dos células de muy distinto tamaño: el ovocito II y
el cuerpo polar (éste desaparece). Al cuerpo polar también se le dice "polocito",
es una célula muy pequeña que contiene a los cromosomas homólogos y no
participa en la perpetuación de la especie.
266
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
MEIOSIS II
Es idéntica a una mitosis común, se separan cromátidas hermanas y sus
centrómeros, pero la diferencia es que comienza de una célula haploide (n, 2c).




Profase II: es muy breve, permite la reaparición de las fibras del huso y la
desaparición de la membrana nuclear
Metafase II: los cromosomas se insertan en las fibras del huso y se ubican en
el ecuador de la célula formando la placa ecuatorial.
Anafase II: cada uno de los 23 cromosomas separan las cromátidas
hermanas debido a la tracción que las fibras del huso ejercen sobre los
cinetócoros, el centrómero se divide, se forman los “cromosomas hijos” que
son simples, y se dirigen a los polos de la célula.
Telofase II: la formación de una nueva envoltura nuclear en torno del
conjunto haploide de cromosomas y la particion del citoplasma pone fin a
la meiosis.
 En la mujer: Luego de la meiosis II el ovocito II al partirse su citoplasma otra vez
en forma desigual genera un óvulo que se queda con todo el citoplasma y un
grupo de cromosomas y un segundo cuerpo o glóbulo polar o polocito II que se
descartan o desaparece junto con el otro grupo de cromosomas.
Hay que aclarar que en la mujer la meiosis II se interrumpe hasta que el ovocito
II es fecundado. Recordemos primero que los ovocitos I se detienen en
diplonema hasta que son ovulados. Cuando son ovulados reanudan la meioisis I,
la temrinan, e ingresa en meiosis II, pero no la finalizan. Se quedan estancados
en alguna fase de la meiosis II como ovocitos II. Si el óvulo no es fecundado,
muere sin terminar nunca la meoisis II, en cambio si es fecundado reanuda la
meiosis II, se transforma finalmente en óvulo, pero esto dura muy poco tiempo
ya que instantáneamente se transforma en cigoto. Por lo tanto el “óvulo” como
tal prácticamente no existe, lo correcto es decir ovocito II, pero se suelen usar
como sinónimos.
267
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 En el varón: luego de la meiosis II, por cada espermatocito II se producen dos
espermatides que luego se diferencian en espermatozoides.
En la primera división
meiótica se separan los
cromosomas homólogos,
en la segunda se separan
las cromátides
hermanas.
Desde el punto de vista genético la meiosis puede considerarse un mecanismo
destinado a distribuir al azar los genes paternos y maternos en gametos, tanto por
la recombinación genética como por la segregación al azar de los cromosomas
homólogos.
Dado que el hombre posee 23 pares de cromosomas homólogos en las células
predecesoras de los gametos, las combinaciones de segregación posibles son
8.388.608 (223). A lo que deben sumarse las incontables posibilidades de
segregación de los genes mediante la recombinación.
 Duración de la meiosis: en el hombre alrededor de 24 días (14 lleva la profase I)
y en la mujer tarda varios años (entre 10 y 50).
Al final de la meiosis obtenemos 4 células haploides (aunque en la mujer sólo una),
cada una contiene cromosomas simples con información genética recombinada.
Esto asegura que la descendencia poseerá variabilidad genética respecto a los
progenitores.
268
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
¡Comparamos Mitosis y Meiosis!
269
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
GAMETOGÉNESIS
Habíamos dicho que es el proceso por el que se forman las
gametas en los organismos que se reproducen por
reproducción sexual. Partimos de una célula germinal
(espermatogonia u ovogonia) que debe diferenciarse en
espermatocito I u ovocito I, realizar las divisiones meióticas y
finalmente realizar la maduración final para llegar al
espermatozoide u óvulo.
Tanto el óvulo como
el espermatozoide
son células haploides
y con cromosomas
simples (1n/1c).
ESPERMATOGÉNESIS
Es el proceso por el cual se forman los espermatozoides a partir de una serie de
cambios que se producen en las células germinales primitivas.
En el embrión masculino las células germinativas primitivas provenientes del saco
vitelino arriban a los esbozos gonadales y se incorporan a los tubos seminíferos en
formación donde se convierten en espermatogonios. Entran en meiosis a partir de
la pubertad, cada uno genera 4 espermátides luego de la misma. La profase dura
14 días y la meíosis se completa en 24 días. La espermatogénesis prosigue hasta
una edad relativamente avanzada. A cada espermátide le crece el flagelo y se
transforma en espermatozoide.
OVOGÉNESIS
Es el proceso por el cual se forma un óvulo y 3 células atróficas llamadas cuerpos
polares a través de cambios que se producen en las células germinales primitivas.
El proceso en la mujer es bastante más complejo y largo:
En el embrión humano femenino las células germinativas primitivas aparecen en la
pared del saco vitelino a los 20 días de la fecundación, de allí emigran a los
esbozos gonadales donde en el embrión femenino se dividen y se transforman en
ovogonios. Entre el tercer y séptimo mes de vida prenatal los ovogonios entran en
meiosis y se convierten en ovocitos I, permaneciendo en diplonema hasta el
cominezo de la pubertad.
A partir de la pubertad en cada ciclo menstrual varios ovocitos I reanudan la
meiosis I, pero se completa en uno solo (al que se le llama “dominante”) que se
convierte en ovocito II, los restantes ovocitos degeneran en el ovario. Pueden ser
dos o más los ovocitos I que completan la meiosis I. Esto explica la existencia de
mellizos.
El ovocito II es liberado por el ovario  ovulación, e ingresa en la trompa de
Falopio. Aunque ya inició la segunda división meiótica, sólo la completa si es
270
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
fecundado por el espermatozoide, de modo que el óvulo como tal no existe ya
que lo es si se convierte en cigoto (no obstante se le puede decir óvulo al ovocito
II).
En la recién nacida el numero de ovocitos I es de alrededor de 1 millón, a los 12
años se reducen a 300.000, de los cuales cerca de 400 alcanzarán la madurez
total, entre los 12 años y la menopausia.
Es decir que la primera ovulación se completa a los 12 o 14 años (menarca),
continúan con cada ciclo ovárico y se prolongan hasta los 45-50 años
(menopausia). Los ovocitos pueden estar detenidos en diplonema durante 50 años
hasta que a alguno le toque madurar.
Entonces en la mujer la meiosis puede durar alrededor de 50 años. Lo que explica
por qué a medida que aumenta la edad materna la proporción de aberraciones
cromosómicas en la descendencia es mayor
polar
271
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
FECUNDACIÓN
Es el nombre que se le da a la unión de la gameta masculina con la femenina,
para formar una nueva célula llamada cigoto, en las especies que tienen
reproducción sexual.
Es el paso que inicia el proceso de desarrollo embrionario, la formación de un
nuevo ser.
En la especie humana es la fusión de óvulo con espermatozoide, mediante la cual
se reconstituye la diploidía (46 cromososomas) y se determina el sexo cromosómico
del individuo.
 La fecundación ocurre en el tercio externo de la
trompa de Falopio, donde arriba el ovocito secundario sin
haber completado la segunda división meiótica, luego de
la ovulación, ayudado por el movimiento ciliar.
 Durante la
fecundación el ovocito
secundario completa la
meiosis, liberando el
segundo cuerpo polar y
se convierte en una
célula haploide.
El ciclo sexual en la mujer tiene cierta variación, sin
embargo se toma como tipo aquel que presenta una
duración de 28 días, ocurriendo la ovulación -es decir la
salida del ovocito II del ovario hacia la trompa uterina- en el día 14 del ciclo.
CARACTERÍSTICAS DE LOS GAMETOS
OVOCITO
El ovocito es una célula de gran tamaño (130 micrómetros) con microvellosidades
en la membrana plasmática, salvo en la zona aledaña al núcleo. Posee 3
envolturas, de adentro hacia fueran son:
 La
membrana
plasmática,
con
microvellosidades.
 La membrana o zona pelúcida, que es
material
extracelular
formado
por
una
abundante cantidad de glicoproteínas entre las
que se destacan las llamadas ZP1, ZP2 y ZP3 (por
Zona Pelúcida). Estas glicoproteínas van a
permitir el reconocimiento y adhesión con el
espermatozoide. La membrana pelúcida rodea
al ovocito y también permanece envolviendo al
cigoto en sus primeras etapas  por 7 días
aproximadamente, hasta que se anida en el
útero.
 La corona radiante o radiada, formada por
células foliculares, unidas entre sí por material
cementante
rico
en
ácido
hialurónico
(recordemos que es un GAG).
El ovocito además presenta un citoplasma
272
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
con abundantes gránulos corticales, que son vesículas con enzimas hidrolíticas y
polisacáridos que participan de la “reacción cortical” según ya veremos.
ESPERMATOZOIDE
El espermatozoide posee una cabeza, un cuello y una cola.
 En la cabeza encontramos al núcleo y al acrosoma, derivado lisosómico que
contiene
varias
enzimas
hidrolíticas,
destacándose la hialuronidasa y la acrosina
con roles importantes durante la fecundación.
 El cuello contiene el cuerpo basal del cual
nacen los MT del axonema.
 La cola contiene al flagelo, responsable de
la motilidad del espermatozoide. Tiene varias
partes:
-Parte inicial: además del flagelo tiene un
anillo de mitocondrias.
-Parte media: tiene el flagelo y las fibras
densas.
-Parte terminal: sólo tiene el flagelo.
El espermatozoide una vez formado debe sufrir algunos procesos para adquirir la
capacidad fecundante:
 Maduración: ocurre en el aparato genital masculino  adquiere movilidad.
 Capacitación: ocurre en el tracto genital femenino  adquiere movimientos
de hiperactivación.
 Reacción acrosómica: ocurre con la unión de las gametas.
Movimientos de hiperactivación
La capacitación da lugar a la aparición de movimientos muy enérgicos en el
espermatozoide que se llaman hiperactivación. Así abruptamente los
espermatozoides pasan de un tipo de movimiento suave y lineal a otro vigoroso y
errático, intercalado con breves desplazamientos lineales.
FASES DE LA FECUNDACIÓN
La fecundación se inicia a partir del momento en que cerca de 100
espermatozoides completamente diferenciados establecen contacto con las
células foliculares que envuelven al ovocito II. No más de ese número son los que
llegan al tercio externo de la trompa. Se divide en las siguientes fases:
273
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Penetración de la corona radiante: luego de tomar contacto con la corona
radiante cada espermatozoide con su acrosoma intacto trata de alcanzar la
membrana pelúcida avanzando entre las células foliculares. Para esto construye
una especie de túnel en el ácido hialurónico con la ayuda de pequeñas
cantidades de hialuronidasa que lleva en su membrana plasmática. Esta enzima
químicamente es idéntica a la contenida en el acrosoma.
Así mientras la hialuronidasa digiere localmente el cemento intercelular, los
movimientos de hiperactivación hacen avanzar al espermatozoide. Es probable
que este mecanismo actúe como un filtro selectivo para que lleguen a la
membrana pelúcida solo los espermatozoides más aptos.
 Reacción acrosómica: ocurre en la parte frontal del espermatozoide, cuando éste
alcanza la membrana pelúcida y se pone en
contacto con ella. Diversos mecanismos moleculares
desencadenan procesos fusogénicos que conducen
a la formación de múltiples fusiones entre la MP del
espermatozoide y la membrana acrosómica externa,
esto produce la formación de poros, por donde
escapan las enzimas acrosómicas y finalmente la
desaparición de ambas membranas.
Cuando la ZP3 de la membrana
pelúcida interactúa con el receptor
específico de la MP del
espermatozoide se genera, antes de
la reacción acrosómica, una
especie de reconocimiento y
adhesión de los gametos.
La reacción acrosómica hace posible:
 El desprendimiento de la corona radiante (denudación).
 El pasaje del espermatozoide a través de la membrana pelúcida.
 La fusión de las MP de los gametos.
 Denudación: consiste en el desprendimiento de la corona radiante. Las células
foliculares se separan y se dispersan por la acción de la hialuronidasa que ha
salido de los acrosomas, ya que ésta hidroliza la matriz cementante rica en ácido
hialurónico que las mantiene unidas.
274
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Penetración de la membrana pelúcida: la membrana acrosómica interna queda
expluesta cuando desaparecen la membrana plasmática y la membrana
acrosómica externa de la cabeza del espermatozoide. Posee el receptor PH20
(Posterior Head) que interactúa con la ZP2 de la membrana pelúcida. Esto le
permite al espermatozoide atravesar la membrana pelúcida en busca de la
membrana plasmática del ovocito II. Lo consigue gracias a la acrosina, ya que
ésta hidroliza el material que compone la membrana pelúcida y fabrica en ella un
túnel que sigue una trayectoria diagonal.
Al Igual que en la penetración de la corona radiante, el avance del
espermatozoide se debe a la fuerza mecánica generada por los movimientos de
hiperactivación.
 Fusión: si bien son varios los espermatozoides que atraviesan la membrana
pelúcida, sólo uno establece íntimo contacto con la MP del ovocito II. Al ocurrir
esto desaparecen los movimientos de hiperactivación. A continuación las partes
de las membranas en contacto se fusionan y entre los dos citoplasmas se
establece la continuidad que hace posible la entrada del contenido del
espermatozoide al interior del ovocito.
 De parte del espermatozoide la MP
involucrada en la fusión corresponde a
la región ecuatorial de la cabeza.
 De parte del ovocito interviene
cualquier zona de su extensa
superficie, excepto la que rodea al
núcleo (quien se encuentra aún
detenido
en
segunda
división
meiótica).
Una vez establecida la continuidad entre ambos citoplasmas, ingresan en el
siguiente orden: parte posterior de la cabeza, cuello, cola y luego la parte anterior
de la cabeza quien se introduce en el ovocito mediante un proceso que remeda
una fagocitosis.
La fusión de las membranas es mediada por proteínas
fusógenas presentes en las dos bicapas lipídicas.
Se han descubierto en el espermatozoide las DE
(proteínas D y E) y la PH30. Poco se sabe respecto a las
proteínas fusógenas de la MP del ovocito, sólo que no se
encontrarían en la región aledaña al núcleo, ya que allí
tampoco existen microvellosidades.
275
De todo el material
incorporado, el ADN
y el centríolo del
espermatozoide
sobreviven, pero las
mitocrondrias y las
fibras axonémicas
desaparecen.
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Bloqueo de la polispermia: un solo espermatozoide debe fusionarse con el
ovocito. Para que así sea, tras la fusión de los gametos se producen cambios en
algunas estructuras del ovocito para neutralizar la entrada de nuevos
espermatozoides.
El origen de estos cambios se encuentra en la reacción cortical  consiste en la
exocitosis de las enzimas hidrolíticas contenidas en las numerosísimas vesículas de
secreción, llamadas gránulos corticales, que el ovocito posee debajo de su MP.
Entre las enzimas expulsadas desde los gránulos corticales se encuentra una
proteasa que modifica la ZP3 e hidroliza ZP2  dicho cambio altera la estructura
de la membrana pelúcida, lo que provoca la inmovilización y posterior expulsión
de los espermatozoides atrapados en ella. Otro impedimento para la polispermia
reside en la membrana de la célula huevo, que pierde la capacidad para
fusionarse con las membranas de los nuevos espermatozoides que se acercan. La
inhabilitación dependería de la presencia de algunos componentes recibidos de
las membranas de los gránulos corticales que se integran a la MP de la célula
huevo al producirse la exocitosis.
 Tiempos: el aumento de Ca+2 en el citosol comienza a producirse a los 10
segundos de iniciada Ia fusión de los gametos y la exocitocis de los gránulos
corticales se desencadena en menos de dos minutos.
 Reasunción de la segunda división meiótica por el ovocito II: mientras bloquea la
polispermia, el ovocito II reanuda su segunda división meiótica. Esto genera dos
células haploides, el óvulo (que ya es la célula huevo) y el segundo cuerpo polar.
La reanudación de la meiosis II es promovida por el DAG, quien activa a la quinasa
C, la cual fosforila a las proteínas responsables del proceso. El DAG es un
…………………………………….
 Formación de los pronúcleos masculino y
En los espermatozoides el ADN no se halla
femenino: en la célula huevo, el núcleo
haploide del espermatozoide pasa a llamarse
pronúcleo masculino y el del óvulo,
pronúcleo femenino. Mientras se tornan
esféricos, ambos se dirigen a la región central
de la célula huevo, donde se desenrolla la
cromatina de sus cromosomas y se replica el
ADN.
asociado a histonas sino a proteínas básicas
276
llamadas protaminas, que compactan al
ADN mucho más que las histonas. Cuando
el espermatozoide ingresa en el ovocito las
histonas reemplazan a las protaminas muy
rápidamente, en menos de cinco minutos.
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Singamia y anfimixis: los pronúcleos se colocan uno muy cerca del otro en el
centro de la célula huevo y pierden sus cariotecas  esto se denomina singamia.
Mientras tanto los cromosomas ya duplicados se vuelven a condensar y se
colocan en el plano ecuatorial de la célula, como si fuera una metafase mitótica
común  esto se denomina anfimixis.
En cada polo de la célula huevo existe un par de centríolos, los cuatro derivan del
centríolo aportado por el espermatozoide, para lo cual primero debió duplicarse y
luego los dos centríolos hijos debieron volver a hacerlo.
La anfimixis representa el fin de la fecundación, con ella se inicia la primera división de
segmentación de la célula huevo, es decir, el desarrollo embrionario.
A tener en cuenta:
-El ovocito II es la célula inductora y el espermatozoide la inducida.
-El inductor es la glicoproteína ZP3 de la membrana pelúcida.
-El receptor está en la MP del espermatozoide.
 Los espermatozoides llegan al óvulo por un proceso de quimiotaxis.
277
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
DIFERENCIACIÓN CELULAR
Ya habíamos visto que es la capacidad que poseen las células de los organismos
pluricelulares de especializarse para adaptarse a cumplir alguna función
particular, y que depende en esencia de las proteínas que expresa
predominantemente. En términos moleculares, la diferenciación celular significa
actividad génica variada en las células de un organismo.
La especialización de las células implica la síntesis de proteínas específicas como
por ejemplo: hemoglobina en los eritrocitos, anticuerpos en los linfocitos,
neurofilamentos en las neuronas, insulina en las células pancreáticas, gran
cantidad de actina y miosina en miocitos, etc.
Funciones de lujo y genes de mantenimiento
 Según lo dicho anteriormente, en cada tipo celular se expresa un conjunto de
genes, distinto de los expresados en otros tipos celulares. Por ejemplo los genes que
codifican para neurotransmisores sólo se expresan en neuronas, mientras que los
que codifican para anticuerpos sólo lo hacen en linfocitos. Estos genes que se
expresan en forma diferencial corresponden a las llamadas -en la jerga de la
biología celular- “funciones de lujo”.
 Pero también algunos genes se activan en todos los tipos celulares y se llaman
“genes de mantenimiento” y son necesarios para construir los componentes
comunes a todas las células, como ser membranas celulares, ribosomas,
mitocondrias, etc. Por ejemplo un gen que codifica para tubulina (proteína del
citoesqueleto que deben tener todas las células), es un gen que se expresa en
todas las céulas y por lo tanto es un gen de mantenimiento.
La transcripción es el lugar más importante para regular la actividad de los genes
Exiten diversos mecanismos que permiten a los genes activarse más o menos, y
que actúan a nivel transcripcional:
 Factores de trascripción: son proteínas que se unen a los genes promotores y
reguladores. Existen dos tipos:
 Factores de transcripción basales: son pocos y son los más conocidos. Son los
mismos para casi todos los genes y por lo tanto son constitutivos. Son requeridos
por la secuencia promotora de los genes  se unen a la secuencia “TATA”
para comenzar la síntesis del ARN. Son inespecíficos.
278
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Factores de transcripción específicos: son mucho más numerosos que los
basales. Interactúan con la secuencia reguladora del gen y son particulares
para cada gen. Pueden ser activadores o represores, según actúen sobre
secuencias amplificadoras o inhibidoras. Son facultativos.
 Cromatina: la transcripción depende también del enrollamiento de la
cromatina. La eucromatina es el sector donde principalmente se realiza la
expresión de los genes. En la heterocromatina hay ausencia de actividad
transcripcional.
Se considera que la eucromatina y la heterocromatina facultativa son el resultado
de procesos de diferenciación.
 Metilación: con la metilación de ciertas bases del ADN (dependiendo de la
localización) hay inactividad transcripcional. Por ejemplo: la metilación a nivel del
promotor puede abolir la actividad de un gen, mientras que muchas metilaciones
en su región codificadora suelen no afectarla.
Recordemos que también puede regularse la traducción de proteínas y el grado
de desintegración de las mismas (recordar proteasomas). Todo esto hace a la
diferenciación celular y a que existan diferentes tipos celulares.
La diferenciación celular no acarrea perdida de información genética, ya que en todas
las células del organismo, cualquiera sea su diferenciación, existen conjuntos de genes
idénticos, que son los mismos que se hallaban en la célula huevo.
279
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
EMBRIOLOGÍA
Los organismos multicelulares se desarrollan a partir de una célula huevo que tras
sucesivas divisiones y diferenciaciones da origen a la totalidad de las células que
componen los tejidos corporales.
Primero el cigoto experimenta una serie de divisiones rápidas en las cuales se
duplica sólo el ADN, por lo tanto los componentes de su enorme citoplasma se van
repartiendo entre las sucesivas células hijas y se va reduciendo o segmentando
con cada ciclo divisional. A estas divisiones se las denomina segmentación o
clivaje. Las primeras células se llaman blastómeras.
A partir del estadío de 16 células los citoplasmas se vinculan por uniones
comunicantes (nexus) y las células periféricas se enlazan entre sí por uniones
oclusivas. Este estadío adquiere la forma de una esfera sólida, con aspecto de
mora, motivo por el cual se la denomina mórula (figura D).
Luego el embrión se convierte en una esfera hueca, llamada blastocisto (figura E),
en la que hay dos tipos de tejidos:
 El macizo celular interno  primordio del futuro cuerpo del individuo y
 El trofoblasto  que interviene en la formación de la placenta.
 Como vemos, la membrana pelúcida heredada del ovocito, permanece hasta
el 7mo día aproximadamente.
280
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Luego de dos semanas el macizo celular
interno da lugar a un embrión plano discoidal
formado
por
tres
capas
epiteliales
superpuestas que son el ECTODERMO, el
MESODERMO, y el ENDODERMO, donde ya
encontramos
signos
inequívocos
de
diferenciación. Cada una de estas láminas de
tejido dará origen a determinados órganos y
estructuras en el embrión.
¿Cómo se logra la diferenciación celular en estos estadíos tan tempranos del
desarrollo? Se considera que el citoplasma de la célula huevo contiene
asimétricamente distribuidas moléculas que se reparten de manera desigual entre
las primeras células del embrión e influyen en su actividad genética. Estas
moléculas se llaman determinantes citoplasmáticos del desarrollo y actúan como
factores de transcripción específicos.
En los embriones de mamíferos se propone el siguiente mecanismo para la
generación de las primeras diferenciaciones celulares: durante el traslado del
embrión por la trompa de Falopio, sus células serían alcanzadas por diferentes
concentraciones de sustancias presentes en el medio, de acuerdo a las posiciones
que ocupan en la mórula. Así, cuando más profunda es la ubicación de una
célula en la mórula, menos concentradas le llegarían tales sustancias y esa
disimilitud podría contribuir al desencadenamiento de las primeras
direferenciaciones celulares.
Las sustancias que ingresan al embrión se propagan de una célula a otra a través
de las uniones comunicantes, apreciadas apenas se construye la mórula.
Se denomina morfógeno a toda sustancia difusible que produce respuestas
diferentes en células idénticas según el nivel de concentración con el que llega
a ellas.
281
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El morfógeno se encuentra en el aparato genital femenino. La calidad de la
respuesta, en este caso el tipo de diferenciación, se debería a que en las células
inducidas se activarían genes distintos de acuerdo a la concentración del
morfógeno.
 Entonces  al formarse el embrión trilaminar las diferenciaciones son generadas
por procesos inductivos.
Las inducciones son procesos por los cuales las células de algunos tejidos incitan a
las células de otros tejidos a que se diferencien, es decir a que se transformen en
otros tipos celulares distintos.
Para que las células puedan ser inducidas deben ser competentes  es decir,
tener la capacidad de reaccionar con un cambio o diferenciación ante la
presencia de una sustancia inductora. Las células competentes serían las que
tienen receptores específicos. Se generan mecanismos de comunicación
intercelular, especialmente parácrina y -en etapas avanzadas del desarrollo
embrionario- endócrina: aparecen inducciones mediadas por hormonas, es decir
entre tejidos distantes.
Las células adquieren el “compromiso” de cambiar antes que revelen estar
diferenciadas. Este compromiso previo se llama determinación, es irreversible y
puede ser fijado por un determinante citoplasmático o por una sustancia
inductora (como ser un morfógeno).
Existe entonces un periodo de latencia (que varía en cada tipo celular) entre el
instante en que la célula queda determinada y el momento en que se hace
evidente su diferenciación
POTENCIALIDAD EVOLUTIVA Y SIGNIFICADO EVOLUTIVO FINAL
 Potencialidad evolutiva es la condición biológica que le permite a una célula
generar un número determinado de células diferentes. Si puede diferenciarse y
formar células diferentes decimos que posee potencialidad evolutiva, que es
pluripotente, y se la denomina “célula madre” o “stem cell”.
Cuando más grande es el número de tipos celulares que una célula es capaz de
originar, mayor en su potencialidad.
La célula huevo o cigoto es la que posee la potencialidad evolutiva más alta y es
la más indiferenciada ya que tiene la capacidad de generar todas las células del
organismo, decimos que es una célula totipotente, la célula madre por excelencia.
282
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Por otro lado, cuando una célula alcanza su máximo grado de diferenciación,
su potencialidad desaparece, se dice que ha alcanzado su significado evolutivo
final. Por ejemplo un hepatocito al reproducirse, sólo puede generar más
hepatocitos idénticos, no puede diferenciarse más.
Pero debemos saber que en situaciones vinculadas a la reparación de tejidos las
células que ya han alcanzado su significado evolutivo final pueden
desdiferenciarse y retroceder a su estado más primitivo, porque es imprescindible
para su multiplicación.
Ejemplo: si se extirpa una parte del hígado, algunas células del sector no extirpado se
desdiferencian y multiplican, recuperando el tamaño del órgano, vuelven a diferenciarse y
recobran las características de las células hepáticas originales, por lo tanto no pierden su
capacidad de diferenciación.
Podemos decir que potencialidad evolutiva
y significado evolutivo final son
inversamente proporcionales. Cuando la
primera se va perdiendo, va aumentando
la segunda, y visceversa.
 Los estados de diferenciación se
mantienen estables y se transmiten a las células hijas, esto es la herencia de la
memoria celular, se debe a que cuando el ADN se replica los elementos que
controlan la expresión de los genes, se duplican también.
MUERTE CELULAR
La muerte celular programada es un fenómeno común durante el desarrollo
embrionario, para:
 Eliminar tejidos provisorios (Ej: las membranas interdigitales durante la
formación de los dedos).
 Remover células superfluas (la mitad de las neuronas producidas durante la
neurogénesis).
 Generar conductos u orificios orgánicos.
También es un fenómeno común y en gran escala en el organismo adulto para:


Remodelar tejidos.
Remover células innecesarias: dañadas, envejecidas (neutrófilos),
redundantes (para mantener un numero adecuado) o potencialmente
peligrosas como las tumorales, las infectadas o las autorreactivas (los linfocitos T
aberrantes que atacan al propio organismo).
283
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Las células del organismo destinadas a morir a veces perecen para que sobrevivan
las restantes  puede decirse que protagonizan una inmolación o “suicidio
biológico” con fines altruistas.
Estas muertes celulares fisiológicas que comúnmente están programadas se llaman
apoptosis, para distinguirlas de las muertes celulares accidentales producidas por
traumatismos, sustancias tóxicas, afecciones vasculares, etc. llamadas necrosis.
La apoptosis es una forma de muerte celular programada que se caracteriza por
cambios tanto morfológicos como bioquímicos. Los cambios se producen en el
siguiente orden:
1. Se desarma el citoesqueleto, de modo que la célula pierde contacto con
sus vecinas o matriz extracelular y se vuelve esférica.
2. Se compacta la cromatina y las moléculas de ADN se fragmentan al ser
cortadas por una endonucleasa a nivel del ADN internucleosómico.
3. El citosol y los organoides se condensan, aunque los segundos incluidos los
lisosomas, permanecen intactos.
4. Los cortes en las moléculas de ADN llevan a la fragmentación del núcleo,
que se reparte por el citoplasma en forma de piezas esféricas de cromatina
compactada.
5. En la superficie de la célula aparecen protrusiones cada una integrada por
un fragmento nuclear y un sector del citoplasma que lo envuelve.
6. Como se desprenden de la superficie celular, estas protusiones se convierten
en vesículas apoptóticas
con una pieza nuclear y organoides bien
conservados en el interior.
7. Las vesículas son fagocitadas por macrófagos que concurren al lugar.
284
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 La remoción de las células muertas se produce sin reacciones inflamatorias ni
alteraciones de la arquitectura tisular (cicatrices).
La apoptosis junto con la mitosis juegan un rol fundamental en la homeostasis
celular, ya que es importante en la morfogénesis, en la eliminación de células
dañadas o infectadas por virus.
Sin embargo:
Su activación aberrante puede producir enfermedades como SIDA, desordenes
neurovegetativos, daño isquémico, etc. Una apoptosis deteriorada puede originar
cáncer, desordenes autoinmunes e infecciones virales.
¡Comparamos!
APOPTOSIS
NECROSIS
 Se suprimen solo células aisladas.
 No hay respuesta inflamatoria.
 Se conservan estructuralmente los
lisosomas
 La membrana no pierde su integridad.
 Requiere gasto de energía.
 Las células se contraen y forman los
cuerpos apoptóticos.
 La muerte celular es por grupos.
 Hay respuesta inflamatoria significativa.
 Hay rupturas lisosomales.
 La membrana se desintegra.
 No requiere gasto energético.
 Se observa hinchazón y lisis celular.
La muerte celular programada es dirigida por genes, al igual que la mitosis y la
diferenciación celular.
Por ejemplo la proteína P53 producida por el gen supresor de tumores p53,
estabiliza la célula en G1 para controlar la existencia de daños en el ADN. Si la
célula se va a dividir y los daños en el ADN son peligrosos para las células hijas, la
P53 determina la apoptosis de la célula progenitora.
 Si el gen P53 esta mutado, las células pierden este control, la célula del ADN
dañado sigue su ciclo y genera una estirpe celular que va acumulando errores en
su genoma, propicios para la generación de tumores.
285
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
GENÉTICA
La genética es la rama de la biología que estudia los fenómenos referidos a la
herencia y a la variabilidad de las especies.
La herencia es la transmisión de la información genética de un progenitor a su
descendencia.
La genética se asienta en la secuencia de bases del ADN quien se encuentra en el
núcleo de las células.
Gen: es una secuencia de ADN que contiene información requerida para fabricar
una molécula de ARN y si ésta corresponde a un ARN mensajero, a partir de él
construir una proteína. En cada gen encontramos la información que codifica el
número y la secuencia de los aminoácidos de una proteína  su estructura
primaria, que es la que determina luego todas las demás.
Genes alelos: en cada cromosoma de un par homólogo, el materno y el paterno,
existen dos genes para controlar un rasgo o carácter heredable. Ambos genes
constituyen un par alélico o alelos y codifican un mismo carácter.
Se definen como las formas alternativas que puede presentar un gen.
Ejemplo: los alelos que codifican la forma de la nariz pueden ser nariz recta o nariz
respingona.
CROMOSOMAS
Al comenzar la división celular la cromatina se espiraliza fuertemente
constituyendo los cromosomas, observándose como cuerpos coloreables al MO.
Se los observa mejor con preparados aplastados donde el fragmento de un tejido se colorea con
colorantes básicos como hematoxilina, giemsa, orceína y luego se comprime suavemente entre un
portaobjetos y un cubreobjetos, procedimiento dominado Técnica de Squash.
Los cromosomas entonces son un estado de
superenrollamiento o condensación de la cromatina, es
decir, estructuras formadas por una secuencia lineal de
genes ligados entre sí y capaces de controlar las
propiedades hereditarias de todos los sistemas
genéticos pro y eucariotas. En ellos está depositada
toda la información necesaria para que una célula
funcione normalmente. Se ubican en el núcleo celular
pero se manifiestan solo en la división celular.
286
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Datos:
 El ADN de cada cromosoma contiene entre 50 y 250 millones de pares bases.
 En la especie humana tienen un tamaño entre 4 a 5 μm.
 Al producirse modificaciones en los cromosomas, se producen mutaciones y
selección de los seres vivientes.
 Los cromosomas pueden estudiarse mejor en metafase y anafase, ya que en
estos periodos se encuentran al máximo de espiralización y condensación.
 El material genético de los virus y bacterias también se denomina
“cromosoma” pero son mucho más sencillos (cromosomas desnudos).
COMPONENTES DE LOS CROMOSOMAS
 Cromátidas: La cromátida es la unidad funcional del cromosoma.
Cuando aparece el cromosoma en metafase, está formado por dos cromátidas
(hermanas). Cada cromátida tiene una sola molécula de ADN, relacionado con
proteínas histónicas y no histónicas formando los nucleosomas. Una de las
cromátidas es copia de la otra y se formó en la fase S del ciclo celular. Por tanto,
ambas cromátides hermanas tienen idéntica información genética, se unen a nivel
del centrómero y se separan cuando se inicia la anafase, migrando hacia los polos
opuestos conformando los “cromosomas hijos”.
 Entonces en metafase el cromosoma tiene dos cromátidas mientras que en
anafase tiene sólo una.
 Constricción primaria:
Es una zona de angostamiento donde el cromosoma se angula y lo divide en dos
brazos, es una zona que tiñe poco y corresponde al centrómero o cinetócoro, sitio
por el cual los cromosomas se unen a los MT del huso y también mantiene
asociadas a los dos cromátidas cuando el cromosoma se duplica.
En la constricción primaria los dos brazos del cromosoma se acodan.
El centrómero es una región de heterocromatina constitutiva que se llama
heterocromatina
centromérica.
No
posee
prácticamente
actividad
transcripcional, aunque sí codifica para las proteínas del cinetocoro.
 Telómeros:
Son los extremos de los brazos de los cromosomas, que corresponden a los
extremos 3´y 5´del ADN.
 Constricciones secundarias (olisterozonas):
Son zonas adelgazadas cercanas a los extremos de los brazos, no poseen
centrómero y el cromosoma no se acoda.
No aparecen en todos los cromosomas, pero en aquellos que las tienen siempre se
ubican en la misma posición y con igual forma y tamaño.
Aparecen en los cromosomas denominados “acrocéntricos” que corresponden a
los pares: 13, 14, 15, 21 y 22.
287
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Recordemos que en esta zona se encuentran los genes que codifican para ARNr, y
se denominan organizadores nucleolares porque dan origen al nucléolo, que es
quien forma las subunidades ribosomales.
 Satélite:
Los cromosomas acrocéntricos poseen una pequeña masa de cromatina llamada
satélite. El satélite se encuentra en el extremo de un brazo y tiene forma de cuerpo
redondeado, está ligado al resto del brazo por un delgado tallo de cromatina que
corresponde a la constricción secundaria.
También se la llama SAT y los cromosomas que la poseen son cromosomas sat.
Los satélites son constantes en cuanto a su ubicación dentro del cromosoma.
FUNCIONES DEL CROMOSOMA
 Contienen la información genética.
 Son los encargados de llevar esa informacion a las células hijas.
 Son fundamentales en los procesos reproductivo, evolutivo y sufren
mutaciones.
CLASIFICACIÓN DE LOS CROMOSOMAS
 Según la longitud de sus brazos:
Cromosomas largos, medianos, cortos y muy cortos.
 Según la posición del centrómero:
 Metacéntricos: el centrómero está ubicado en una posición más o menos
central, entonces existe poca o ninguna diferencia en el largo de los brazos
de las cromátidas
 Submetacéntricos: las cromátidas presentan un brazo corto y uno largo,
porque el centrómero esta alejado del punto central.
 Acrocéntricos: (pares 13, 14, 15, 21 y 22) los brazos cortos de las cromátidas
son muy pequeños, porque el centrómero se halla cerca de uno de los
extremos. Los cromosomas acrocéntricos siempre poseen constricción
secundaria y satélite. A excepción de la cromatina correspondiente al
organizador nucleolar, el brazo corto de los cromosomas acrocéntricos está
compuesto por heterocromatina.
 Telocéntricos: presentan el centrómero en un extremo y sólo se ven dos brazos
largos.  No se encuentra en humanos
 Ejercicio: clasificar:
 Los cromosomas
también se pueden
subclasificar según la
posición que ocupan las
constricciones secundarias
y los satélites.
288
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
NÚMERO DE CROMOSOMAS
Es constante para cada especie. La especie humana tiene 46 cromosomas.
Las células de nuestro organismo pueden ser:
 Somáticas
 Sexuales
 Somáticas:
Poseen 46 cromosomas: número diploide o somático, que se forma por dos juegos
haploides (23 cromosomas cada uno) aportados por cada gameto en la
fecundación.
 El número diploide se denomina 2n.
De esos 23 pares de cromosomas, existen 22 que se llaman autosómicos o
somáticos, y 1 que es el “par sexual” (el par n° 23), que puede ser XX o XY.

Como los 22 autosomas paternos (del espermatozoide) tienen una morfología
similar a los 22 autosomas maternos (óvulo), los cromosomas se organizan de a
pares llamados homólogos, lo que no implica que tengan la misma información
genética.
 En la especie humana existe un par de “cromosomas heterólogos”, se llaman así
cuando los componentes del par son elementos diferentes  esto ocurre con los
cromosomas sexuales del hombre (XY): el cromosoma X es mediano y
submetacéntrico y el Y es pequeño y acrocéntrico.
Cada uno de ellos tiene dos regiones, una homóloga (compartida) y otra
heteróloga (corresponde al sector del cromosoma X que no tiene su homología en
el Y).
Durante la meiosis, en el momento de la sinapsis y crossing over, sólo se aparean
las regiones homólogas  donde hay genes alelos que gobiernan los mismos
rasgos.
En cambio los genes que están ubicados en las regiones heterólogas son propios
de cada cromosoma y por tanto se expresan dependiendo del sexo del individuo.
 Sexuales, germinales o gametos (luego de la meiosis):
Poseen 23 cromosomas: numero haploide, es la mitad del número de cromosomas
que tiene una célula somática.
 El número haploide se denomina n.
De esos 23 cromosomas, existen 22 que se llaman autosómicos o somáticos, y 1
que es el sexual (el n° 23), que puede ser X o Y.
289
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CROMOSOMAS AUTOSÓMICOS Y SEXUALES
La determinación del sexo es tan importante que hay dos cromosomas para tal fin,
que son los cromosomas sexuales llamados X e Y (un par), los demás son los
cromosomas autosómicos (22 pares).
 En la mujer tenemos 44 cromosomas autosómicos y el par sexual XX.
 En el hombre tenemos 44 cromosomas autosómicos y el par sexual XY.
El cromosoma X además de su determinante sexual tiene otros genes con
información somática y en la mujer uno de los cromosomas X se mantiene
enrollado y constituye la cromatina sexual.
Los 46 cromosomas (autosómicos y sexuales) se hayan en todas las células del
organismo, pero las células sexuales o gametas (óvulo y espermatozoide) poseen
número haploide, entonces hay 22 cromosomas autosómicos y uno sexual.
Número diploide (células somáticas):
44 cromosomas somáticos o autosómicos
2 cromosomas sexuales o gonosomas: XY en el hombre, XX en la mujer.
Número haploide (células sexuales):
22 cromosomas somáticos o autosómicos
1 cromosoma sexual o gonosoma: X en el óvulo; X o Y en el espermatozoide.
 La mujer por tener el par sexual XX, sólo produce gametas X, decimos que es homogamética.
 El varón por tener par sexual XY, produce gametas X o Y, decimos que es heterogamético.
CARIOTIPO E IDIOGRAMA
El cariotipo representa al conjunto de cromosomas ordenados según un criterio
preestablecido.
El cariotipo reúne todas las características que permiten identificar a los
cromosomas de una determinada especie (número, morfología, dimensiones,
constricciones, satélites, etc.).
Cuando representamos el cariotipo por medio de un diagrama, recibe el nombre
de idiograma: es la agrupación en un diagrama de los cromosomas.
290
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Cariotipos de una mujer normal (izquierda) y de un varón normal (derecha).
¿Cómo se realiza?
Para estudiar el cariotipo humano se usan cultivos de médula ósea, sangre
periférica, piel o liquido amniótico.
1. El tejido es estimulado con sustancias que aumentan la proliferación celular,
como la fitohemoaglutinina.
2. Luego al cultivo se le agrega colchicina que detiene a la mitosis en la metafase.
3. Las células se colocan en un medio hipotónico para que se hinchen y allí se
separen los cromosomas.
4. Éstos finalmente se extienden sobre un portaobjeto, se fijan y se tiñen con
Giemsa que es un colorante básico.
5. Se observan con el microscopio óptico y se microfotografían.
6. Los cromosomas se recortan y se ordenan con su homólogo correspondiente en
orden decreciente según el tamaño de sus brazos  en los primeros grupos se
colocan los metacéntricos más largos y en los últimos grupos los acrocéntricos más
cortos.
 El cariotipo es diferente para cada especie.
 Cuando los cromosomas tienen brazos de distinta longitud se los coloca con
los brazos cortos hacia arriba.
 Las tres principales constantes cromosómicas son: tamaño, posición del
centrómero y los satélites.
Técnicas del bandeado cromosómico
Son técnicas especiales de coloración que determinan la aparición de bandas
claras y oscuras intercaladas a lo largo de los ejes longitudinales de los
cromosomas metafásicos. La distribución de estas bandas es constante en cada
cromosoma lo cual facilita su identificación. En los casos en que las ubicaciones no
coinciden con los patrones normales, las bandas constituyen una guía muy valiosa
para diagnosticar trastornos genéticos.
291
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Tipos de bandeado:
Bandeado G: los cromosomas son tratados
con tripsina, para desnaturalizar proteínas y
luego se tiñen con el colorante de Giemsa,
las bandas G que aparecen oscuras
contienen ADN ricos en pares de nucleótidos
A-T.
Bandeado Q: los cromosomas son tratados
con quinacrina, muestran bandas oscuras
intercaladas con bandas brillantes. Las
bandas Q coinciden con las bandas G, por
lo tanto son ricas en pares de nucleótidos AT.
Bandeado R: los cromosomas reciben calor
 Así se ven los cromosomas con la
antes de ser teñidos con el colorante de Giemsa,
técnica de bandeado
se obtiene un patrón de bandas oscuras (bandas
R) y claras inverso al conseguido con los dos
bandeos anteriores. En las bandas R se encuentra una mayor proporción de pares
de nucleótidos G y C.
Bandeado C: tiñe de manera específica los tramos de cromatina que permanecen
condensados en la interfase. Como la heterocromatina constitutiva de los
centrómeros.
292
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CAMBIOS ESTRUCTURALES EN LOS CROMOSOMAS- MUTACIONES
MUTACIÓN: es un cambio que ocurre en la información genética, puede ser a
nivel de una base nitrogenada, pocas bases nitrogenadas, o de cromosomas; y
que ocurre en forma repentina, aleatoria y discontinua  No es controlable
Es sabido que en la producción de mutaciones en la formación de un nuevo ser,
influye la edad materna, pero los factores más comunes que las producen son:
Físicos: radiaciones ionizantes (radiación ultravioleta de la luz solar, rayos X y los
rayos gama)
Químicos: fármacos y vacunas.
Biológicos: algunos virus son capaces de introducir segmentos de ADN extraños en
los genes. Los virus son agentes causales de cáncer en humanos. Por ejemplo
leucemia de células T.
 Todos estos agentes son más pelogrosos en mujeres embarazadas.
Los agentes productores de mutaciones se llaman agentes mutagénicos.
Algunas mutaciones se producen como consecuencia de procesos naturales.
Durante el complejo mecanismo de duplicación del ADN suelen insertarse
nucleótidos equivocados, alterarse el orden, o perderse alguno. El cambio de un
nucleótido en un gen origina un codón diferente y en consecuencia la presencia
en la proteína de un aa que no corresponde (salvo que justo el nuevo codón sea
sinónimo y codifique el mismo aa).
 El cambio de un solo aminoácido produce alteraciones en las funciones de la
proteína, porque la modificación de la estructura primaria, modifica la
estructura secundaria y terciaria de la molécula.
 La pérdida o intercalación cambia el encuadre de los codones en el ARNm,
entonces la mutación suele traducirse en una proteína aberrante o en la
interrupción de su síntesis, si aparece un codón de terminación antes del lugar
que corresponde.
Pero... Las células cuentan con mecanismos para la reparación del ADN, mediante
enzimas que reconocen, cortan y reparan los segmentos erróneos de ADN.

 Es la misma ADN polimerasa quien controla los errores que ella misma comete y
los corrige, mediante una función adicional que se llama ”lectura de pruebas”.
La ADN polimerasa ante la presencia de un nucleótido insertado incorrectamente,
retrocede y lo elimina, una vez eliminado el nucleótido la síntesis progresa
normalmente.
293
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Si falla esta lectura de pruebas, se pone en marcha un segundo sistema de
reparación a cargo de una nucleasa reparadora que corta el segmento erróneo,
la ADN polimerasa β sintetiza la pieza faltante y la ADN ligasa une esa pieza al ADN
cortado.
Esta función es importante para evitar defectos a nivel de la información genética
y eliminan el 99,9% de los errores producidos durante la replicación, de modo que
de los numerosos nucleótidos incorrectos insertados cada vez que se copian los
millones de pares de nucleótidos del genoma humano, en promedio persisten
errados sólo tres.
La mutación puede ocurrir en células somáticas o germinativas. En el primer caso si bien pueden afectar el fenotipo del
individuo no pasan a la descendencia, en cambio en las células germinativas se transmiten a la descendencia y se heredan
de generación en generación.
 Si el individuo con la mutación muere antes de la edad reproductiva o no se
reproduce, la mutación no se produce.
Las mutaciones pueden:
 No tener efectos evidentes  cuando afectan a una región no esencial del
ADN: mutación “silenciosa” o “silente”.
 Tener un efecto positivo  ya que a veces su acumulación en el genoma
forja las condiciones para la aparición de individuos mejor adaptados al
medio ambiente, base de la evolución de las especies.
 Tener efectos negativos  ser causantes de enfermedades de origen
genético:
 Si la mutación afectó a una proteína involucrada en la morfogénesis, las
mutaciones se expresan como malformaciones congénitas anatómicas.
 Si la mutación afectó proteínas funcionales los cambios se traducen
como trastornos metabólicos.
Las mutaciones también pueden afectar a genes necesarios para la supervivencia
de las células o genes involucrados en el control de la multiplicación celular (como
por ejemplo el gen p53). En este último caso suele descontrolarse la proliferación
de las células, con la aparición de cuadros cancerígenos.
294
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CLASIFICACIÓN DE MUTACIONES
Las mutaciones se clasifican en 2 grandes grupos: génicas o de punto, y
cromosómicas.
 Mutaciones génicas o de punto, puntuales, puntiformes o submicroscópicas
Son mutaciones en las que los cambios se producen a nivel molecular en el ADN.
Se genera un cambio en uno o pocos nucleótidos, no visibles al microscopio.
Además de los cambios citados en la duplicación del ADN existen mutaciones
génicas espontáneas, ajenas a la replicación:
 Desanimación de las bases (pérdida de sus grupos –NH2): la C se convierte
en U.
 Apurinización: una base, especialmente una purina, se desprende de la
desoxirribosa de su nucleótido. En esos puntos llamados sitios AP (apurínico o
apurimidínico) los genes no ofrecen información.
 Roturas en la doble hélice (producida por rayos gama y X).
 Formación de dímeros entre pirimidinas contiguas en una de las dos
cadenas del ADN (producida por los rayos UV). Esta unión entre dos timinas
vecinas distorsiona el apareamiento con las adeninas de la cadena opuesta lo
que altera la replicación normal del ADN. Si una de las nucleasas que
remueven los dímeros de timina es deficiente, se produce una enfermedad
llamada xeroderma pigmentoso, caracterizada por una extrema sensibilidad
de la piel a los rayos UV de la luz solar. La exposición de la piel a esas
radiaciones da lugar a una alta incidencia de cáncer cutáneo.
 Transposones: son segmentos de ADN que saltan de un lugar a otro del
genoma, ocasionando mutaciones espontáneas. Poseen en sus extremos
secuencias de nucleótidos iguales, si se las lee en direcciones opuestas.
Codifican una proteína llamada transposasa, que reconoce a esas secuencias
en forma específica, las corta y las inserta en un sitio distinto del genoma.
 Sustitución de bases: cambia una base por otra distinta.
Enfermedades producidas por mutaciones génicas:
 Producidas por genes anormales en cromosomas somáticos:
 Polidactilia: presencia de dedos supernumerarios.
 Albinismo: déficit de melanina.
 Producidas por genes recesivos anormales en el cromosoma
sexual X:
 Daltonismo: dificultad para diferenciar ciertos colores.
 Hemofilia: déficit en la coagulación sanguínea
 Distrofia muscular de Duchenne: enfermedad muscular.
295
 Son las
enfermedades
por “herencia
ligada al sexo”
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Ejemplos de enfermedades producidas por mutaciones en los genes que codifican
proteínas:
 Recesivas: anemia falciforme, la produce una mutación del gen que codifica
la hemoglobina  se forma una hemoglobina anormal. También fenilcetonuria
y enfermedad de Tay-Sachs (recordar lisosomas).
 Dominantes: una forma de enanismo desproporcionado (acondroplásico) y la
enfermedad de Huntington.
Este tipo de mutaciones son objeto de estudio de la Genética Molecular. Se refiere
a la secuencia de bases que constituyen los genes, la manera en que se expresan,
la regulación de la expresión genética y la ingeniería genética.
Conocer la secuencia de bases del ADN de todos los cromosomas humanos es lo que constituye
el Proyecto Genoma.
 El Proyecto Genoma Humano (PGH) fue un proyecto de investigación científica con el objetivo fundamental de determinar la secuencia de pares de
bases químicas que componen el ADN e identificar y cartografiar los aproximadamente 20.000-25.000 genes del genoma humano.
El proyecto, dotado con 3000 millones de dólares, fue fundado en 1990 en Estados Unidos, y estaba conformado por múltiples científicos de diferentes
países, con un plazo de realización de 15 años. Finalmente el genoma completo fue presentado en abril del 2003, dos años antes de lo esperado.
Mutaciones cromosómicas, aberraciones cromosómicas o cambios microscópicos
Son mutaciones en las que las alteraciones afectan la estructura y/o número de
cromosomas, siendo visibles en el cariotipo al microscopio. Se subclasifican en
mutaciones de forma y de número.
 MUTACIONES DE FORMA:
Reducción, deleción, supresión o deficiencia: es la pérdida de un segmento de un
cromosoma, puede ser:
 Terminal: hay una sola ruptura en un extremo del cromosoma.
 Intersticial: hay dos rupturas entre el centrómero y el telómero.
Usualmente las deleciones son letales en la condición homocigota, lo que indica
que la mayoría de los genes son imprescindibles para el desarrollo del organismo.
Ejemplos de enfermedades por deleción:
o El síndrome del maullido del gato, generado por una deleción en el brazo corto
del cromosoma 5 provoca en los individuos múltiples malformaciones y un
acentuado retraso mental, el niño emite un llanto extraño semejante a un
maullido.
o Puede ocurrir la deleción de una parte de uno de los cromosomas X y se genera
un cuadro similar al de Turner
296
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
o Deleción del brazo corto o largo de uno de los cromosomas del par 18, produce
alteraciones faciales, esqueléticas, oftálmicas junto con un profundo retardo
mental.
o Cánceres de pulmón originados por deleción en el cromosoma 3.
o La deleción en el brazo largo de los dos cromosomas del par 13, provoca
retinoblastoma.
Duplicación: es el aumento de un segmento de un cromosoma. Muchos de los
genes duplicados no se convierten en genes nuevos. Sino que se convierten de
pseudogenes, que son incapaces de generar ARN. Como no sufren ninguna
presión selectiva, estos pseudogenes, relativamente frecuentes en el genoma,
acumulan mutaciones lo que puede convertirlos en genes funcionales.
Producen efectos menos graves para los individuos que los producidos por las
deleciones.
Reordenamiento intracromosómico o inversión:
Se produce una rotación de 180° de un segmento que invierte el orden de los
genes dentro del cromosoma. Puede ser:
 Inversión paracéntrica: si sólo se realiza en un único brazo.
 Inversión pericéntrica: si el segmento invertido incluye al centrómero.
Reordenamiento intercromosómico o translocación: hay dos tipos:
1. Translocación simple o recíproca: se produce al romperse dos cromosomas no
homólogos e intercambiarse sus segmentos. Ejemplos:
o La translocación de un segmento de uno de los cromosomas del par 21 a un
cromosoma del par 13, 14, ó 15 genera síndromes de Down, pero menos graves y
menos frecuentes (representan el 2% de los casos) y su aparición no guarda
relación con el aumento de la edad materna.
o A veces la presencia del segmento translocado se compensa por la ausencia
del mismo segmento en un cromosoma del par 21, en este caso los individuos son
fenotípicamente normales pero portadores de la aberración por lo cual pueden
transferir la malformación a sus descendientes.
o En la leucemia mieloide crónica aparece el llamado cromosoma Filadelfia
producto de una translocación entre los cromosomas 9 y 22. En este caso luego
de la translocación se forma un pseudogen.
o En el linfoma de Burkitt se transloca una parte del cromosoma 8 al cromosoma
14.
2. Robertsoniana o de fusión céntrica: la rotura se produce al lado del cromosoma
metacéntrico más grande. Se pierde un centrómero. Este proceso ha acontecido
durante la filogenia de muchas especies en las cuales han aparecido cromosomas
nuevos, pero su número se ha reducido.
297
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Relación citogenética entre el hombre y los grandes monos: el hombre tiene 23 pares de cromosomas y los grandes
monos poseen 24, por lo que pudo haber ocurrido una translocación robertsoniana en su evolución.
Se cree que el cromosoma 2 del hombre es el resultado de la translocación de dos cromosomas en los monos. Además
13 pares de cromosoma humano son casi idénticos a otros tantos pares de cromosomas del chimpancé y en los
restantes cromosomas se observan inversiones pericéntricas y adición de material cromosómico.
En los primates la evolución de los cromosomas ha sido consecuencia de fusiones, translocaciones y fundamentalmente
inversiones pericéntricas de segmentos cromosómicos. Todo lo cual permitió selección a los genes que dieron origen al
Homo Sapiens.
Al igual que las mutaciones génicas las aberraciones cromosómicas estructurales
pueden producirse espontáneamente, pero su frecuencia aumenta por la acción
de agentes mutágenos.
 MUTACIONES DE NÚMERO:
Se llama Euploidía al número normal (n) que puede estar repetido una o más
veces. En humanos la condición diploide (2n= 46 cromosomas) de nuestras células
somáticas es normal, así como la condición haploide (n= 23 cromosomas) de las
gametas.
 Heteroploídia: se denomina así a cualquier alteración en el número
cromosómico normal de una especie dada. Podemos tener dos tipos: Poliploidía y
Aneuploidía.
298
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Poliplodía: existe un número superior de conjuntos haploides (más de dos, puede ser
3n, 4n, etc.) pero cada conjunto se presenta equilibrado  cariotipo equilibrado.
En las células triploides existen conjuntos haploides normales, en las tetraploides
cuatro, etc. Se producen en las células somáticas por reduplicación de los
cromosomas, y en las gametas por la no separación de los cromosomas en
cualquiera de las dos divisiones meióticas.
No son viables en células humanas  normalmente en estos casos se producen
abortos espontáneos
 Esta situación normalmente sí ocurre en el megacariocito, célula que da origen
a las plaquetas sanguíneas, es 4n: 92 cromosomas o “tetraploide”.
 Algunas células del hígado son poliploides.
Aneuploidía: se forma un número anormal por pérdida o ganancia de cromosomas,
perdiéndose la proporción del número normal n o 2n  el cariotipo no está
equilibrado. Es decir que no tenemos el número normal, y tampoco son múltiplos
del número normal. Es el caso en el que, por ejemplo, sobra un solo cromosoma, o
falta uno, etc.
Las aneuploidías se estudian según se generen en cromosomas somáticos o
sexuales:

Aneuploidías en cromosomas somáticos:
Son casos en que “sobra un cromosoma”, habiendo 47 en total. Existe un par que
presenta 3 cromosomas en lugar de dos, por lo que se denominan trisomías:
 La trisomía del par 21 provoca síndrome de Down o mongolismo.
El síndrome de Down es una de las aneuploidías más difundidas. Los afectados
presentan un profundo defecto en el desarrollo del sistema nervioso central,
retardo mental y otras malformaciones.
Es más frecuente a medida que aumenta la edad de la madre, pero no se
observan recurrencias familiares.
 La trisomía del par 18, provoca el síndrome de Edwards.
El niño es pequeño y débil, su cabeza se halla achatada lateralmente, los
pabellones auriculares están mal desarrollados, las manos son cortas y las
impresiones digitales son sumamente simples, presenta evidente retraso mental y la
muerte ocurre antes del año de vida.
 La trisomia del par 13, provoca el síndrome de Patau.
Aparecen múltiples malformaciones somáticas y retardo mental profundo, la
cabeza es pequeña y a menudo los ojos son chicos o están ausentes, también son
299
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
frecuentes el labio leporino y el paladar hendido. En la mayoría de los casos la
muerte se produce poco después del nacimiento.
Las monosomías (falta de un cromosoma = tener 45 en total) en cromosomas
somáticos son incompatibles con la vida humana, provocan abortos tempranos.
Ya vamos a ver que sí pueden ser viables en cromosomas sexuales.
Aneuploidías en cromosomas sexuales:
Síndrome de Turner: hay 45 cromosomas  2n-1, Falta uno de los dos cromosomas
sexuales, es una monosomía. Posee 44 cromosomas + X0. La cromatina sexual es
“negativa”(-), es decir: no hay.
Los individuos tienen fenotipo femenino, suelen ser de pequeña estatura, poseen
membranas cervicales (pliegues de la piel que se extienden desde las mastoides
hasta los hombros) y sus órganos sexuales son infantiles, el ovario no completa su
formación y a causa de esta disgenesia ovárica no se desarrollan los carácteres
sexuales secundarios. No suele haber retraso mental pero sí dificultades para las
matemáticas y en el aprendizaje de la comunicación no verbal.
La monosomía de tipo Y0 (lo que sería un varón con Turner), no es compatible con
la vida.
Síndrome de Klinefelter: ocurre en varones. Hay 47 cromosomas  2n+1, sobra un
cromosoma sexual. Posee 44 cromosomas + XXY. La cromatina sexual es (+).
Son fenotípicamente varones de apariencia normal pero presentan testículos
pequeños, ginecomastia, tendencia a una talla elevada, obesidad y menor
desarrollo de carácteres sexuales secundarios. La espermatogénesis no se
produce. Lo cual determina esterilidad.
La presencia de la tríada XXY en el par sexual es la variante más común (75% de los
casos), pero las demás variantes con un cromosoma Y y al menos dos XX, también
se denominan Klinefelter, aunque son menos comunes:
 Tipo Klinefelter: varones con 48 cromosomas (44 autosomas + XXXY) con dos
cuerpos de Barr. Presentan los signos del Síndrome de Klinefelter sumados a
retraso mental.
 Tipo Klinefelter: varones con 48 cromosomas (44 autosomas + XXYY), con un
cuerpo de Barr, fenotipo masculino.
 Tipo Klinefelter: varones con 49 cromosomas (44 autosomas + XXXXY), con tres
cuerpos de Barr. Presentan defectos esqueléticos, hipogenitalismo extremo y un
coeficiente mental marcadamente bajo.
Síndrome XYY: Los individuos poseen 47 cromosomas (44 autosomas + XYY).
Se trata de varones con aspecto normal, altos, con trastornos de la personalidad.
300
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Síndrome XXX o Súper hembra: 47 cromosomas (44 cromosomas + XXX) hay dos
cuerpos de Barr.
Son mujeres de fenotipo prácticamente normal algunas presentan retardo mental
o características psicóticas.
Súper súper hembra: 48 cromosomas (44 cromosomas + XXXX) con tres cuerpos de
Barr
Presentan serio retraso mental.
Mosaicos: en los tejidos de estos individuos conviven células con distintos
complementos cromosómicos.
301
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Ejercicio: observar los cariotipos, identificar los síndromes, clasificarlos e indicar
cuántos corpúsculos de Barr se observarán:
302
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
¿Por qué se generan estas aneuploidías?
Accidentalmente la segregación de los cromosomas homólogos en las divisiones
meióticas puede fallar, no se separan y pasan juntos a una de las células hijas. Este
fenómeno llamado no disyunción puede ocurrir tanto en la primera como en la
segunda anafase de la meiosis.
El resultado de una anafase no disyuntiva será que un gameto tendrá un
cromosoma de más (24) y el otro uno de menos (22). Si uno de ellos participa en la
fecundación, las células somáticas del nuevo individuo presentarán un número
anormal de cromosomas, 45 ó 47 respectivamente.
Conclusión:
La meiosis no disyuntiva da lugar a un gameto aneuploide que cuando se une a
un gameto normal, forma un cigoto portador de una aneuploidía.
 Si al gameto aneuploide le falta un cromosoma, el cigoto resultara
monosómico  en los individuos monosómicos se produce la pérdida de
uno de los cromosomas.
Recordemos que las monosomías solo pueden darse en los cromosomas
sexuales.
 Si al gameto aneuploide le sobra un cromosoma, el cigoto será trisómico 
en los individuos trisómicos hay un cromosoma de más.
La mitosis no disyuntiva puede ocurrir en la división mitótica que precede a la
formación de los gametos o en las células derivadas de la división del cigoto. En el
primer caso los efectos son similares a los de la meiosis no disyuntiva.
303
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
En el segundo caso dado que la no disyunción tiene lugar en los primeros estadíos
del desarrollo embrionario, se originan mosaicos, es decir individuos que exhiben
líneas celulares somáticas son cariotipos diferentes.
Estas anomalías cromosómicas son objeto de estudio de la Citogenética:
 Estudia los cromosomas y sus posibles alteraciones.
 Permite el estudio genético de la evolución al poder compararse los
genomas de las especies emparentadas.
 También hace un gran aporte a la sistemática para dilucidar interrelaciones
entre diferentes categorías taxonómicas, ya que familias, géneros y especies
se caracterizan por tener sistemas genéticos distintos.
Las alteraciones cromosómicas más comunes en el hombre son las monosomías, trisomías y las
aberraciones estructurales. Producen malformaciones congénitas graves, retardo mental y
esterilidad, situaciones que actúan como mecanismos selectivos para eliminar de la población
esos graves desequilibrios genéticos.
 Indicaciones de un estudio cromosómico
Para pedir un estudio cromosómico, deben existir algunas de las siguientes causas:
 Antecedentes familiares.
 Antecedentes de nacimientos de niños polimalformados en la pareja.
 Antecedentes de muerte fetal.
 Fallas reproductivas.
 Edad materna avanzada.
 Métodos de diagnóstico
Estudio del cariotipo.
Aportan datos sobre anomalías cromosómicas.
Técnicas de bandeo cromosómico.
Análisis molecular del ADN
Aporta datos sobre mutaciones puntuales.
Para determinar modificaciones en los cromosomas sexuales: estudios de la
cromatina sexual (aportan datos sobre el
cromosoma X) o tinción con el colorante
fluorescente
quinacrina
para
el
cromosoma Y.
Se usan para determinar el sexo genético
Estudios prenatales: obteniendo células
fetales por medio de una amniocentesis o
biopsia coriónica.
 Consultarías genéticas
En caso de matrimonios que hayan tenido un hijo con malformaciones pueden concurrir a
estos consultorios donde se puede obtener en términos de probabilidad la posibilidad que
dichas alteraciones vuelvan a repetirse y también encuentran ayuda psicológica.
304
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
HERENCIA
Las bases que rigen la trasmisión de los carácteres hereditarios deben buscarse en el
comportamiento de los cromosomas durante la meiosis y en las consecuencias genéticas de esta
división.
La herencia es la transmisión de la información de un progenitor a su
descendencia.
Las características hereditarias están contenidas en el ADN, que forma los
cromosomas, que contienen a los genes, que son las "unidades hereditarias”. Los
genes regulan la expresión de los rasgos del individuo: color de la piel, del pelo,
forma de la nariz, grupo sanguíneo, etc.
Los conceptos de cómo pasan los genes de padres a hijos recién empezaron a ser
comprendidos a principios del siglo XX, cuando se descubrieron los trabajos de
Gregorio Mendel, que en realidad habían sido realizados en el siglo anterior.
Mendel era un monje austríaco que cultivaba plantas de arvejas en el jardín de su
monasterio en Brunn, Austria; y los estudios que realizó son reconocidos como la
base de la genética.
Mendel ideó experimentos sencillos: estudió sistemáticamente la forma en que se
transmitían algunos rasgos muy notorios en arvejas de jardín durante varias
generaciones y analizó matemáticamente los resultados.
Mendel utilizó plantas de arvejas (pisum sativum) porque:
 Estaban cultivadas en su monasterio.
 Crecían fácilmente.
 Cada planta generaba mucha descendencia  facilitaba el análisis
estadístico.
 Era posible controlar los cruzamientos porque la flor permanece cerrada hasta
la polinización, entonces la única posibilidad es la autofecundación.
 Presentaban variantes fácilmente diferenciables, semillas lisas o semillas
rugosas, etc.
Mendel muere en 1884 y en 1901 las teorías modernas y las nuevas investigaciones,
permitieron redescubrir las leyes mendelianas. Se convirtió en el padre de la
genética pero no llegó a saberlo.
305
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
PRIMERA LEY DE MENDEL
 Se aplica al comportamiento de un solo par de genes.
 Estudió la herencia de un rasgo por vez, haciendo cruzar plantas que
presentaban variaciones contrarias de dicho rasgo, como: plantas altas con
enanas, o plantas de flores rojas con plantas de flores blancas.
 Utilizó plantas de líneas puras, es decir que en condiciones naturales se
autopolinizan y siempre conservan su característica como: plantas enanas
que siempre dan plantas enanas.
 Utilizó plantas con semillas amarillas y verdes, con semillas lisas y rugosas, con
flores blancas y rojas, de tallos altos y bajos, etc.
Cuando hizo el cruzamiento de plantas puras de semillas amarillas con otras
igualmente puras de semillas verdes (generación paterna a parental) obtuvo una
primera generación de plantas hijas todas las cuales daban híbridos de semillas
amarillas, a la cual llamó filial I.
Híbridos: provienen de padres con distintas características genéticas y reciben de cada progenitor
una dotación cromosómica distinta.
Pero al permitir que estas plantas se autofecundaran obtuvo una segunda
generación (filial 2) en la que el 25% de las plantas daban semillas verdes y el 75%
restante eran con semillas amarillas.
Asi comprobó que el color verde no se había perdido sino que estaba “latente”,
pero recién se manifestó en la filial 2.
Esto queda representado por:
Mendel sostuvo que el color de las semillas era controlado por un "factor" que se
transmitía a la descendencia por medio de los gametos. Ese factor (a lo que ahora
llamamos gen) podía transmitirse sin mezclarse con otros.
Mendel entonces enunció que: "los genes se separan en los híbridos de la filial 1,
entran en gametos diferentes y se distribuyen en los híbridos F2". A este principio se
lo denomina ley de la segregación de los genes.
306
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Esto ocurre en la anafase I meiótica cuando los cromosomas homólogos se dirigen
a los polos opuestos y los alelos se segregan sin mezclarse.
Entonces los factores no se pierden al pasar de una a otra generación, pero
algunos de ellos son dominantes y ocultan a otros que son recesivos, los cuales sólo
se manifiestan si están acompañados de otro factor recesivo.
En nuestro ejemplo el factor para el color amarillo es el dominante y el de semillas
verdes es el recesivo.
Hoy en día es posible explicar los resultados de Mendel sobre la base del
comportamiento de los cromosomas y de los genes. Estos se encuentran de a
pares, uno en cada cromosoma homólogo y los dos miembros de cada par se
denominan alelos.
Para cada caso existen dos proporciones mendelianas: la genotípica y la
fenotípica.
 Genotipo: es el conjunto de genes que presenta un individuo en cada una de
sus células. No se observan en el individuo, sólo es la “información” que porta
en sus genes.
 Fenotipo: representa a los rasgos que el individuo manifiesta y resulta de la
expresión de los genes en interacción con el ambiente, depende del genotipo
que posea. El fenotipo se extiende a todas las expresiones de los genes: tanto
las visibles como el color de la piel, color de los ojos, como las que no se
detectan por la observacion directa: tipos de hemoglobina, grupos
sanguíneos, etc.
SEGUNDA LEY DE MENDEL
En nuevos experimentos Mendel cruzó plantas de líneas puras, pero ahora
diferentes en dos características como: plantas con semillas lisas y de color
amarillo (carácter dominante) con plantas de semillas rugosas y color verde
(carácter recesivo).
Luego del análisis su conclusión es el enunciado de la:
2° Ley de Mendel o ley de distribución independiente: describe el comportamiento
simultáneo de dos pares de alelos cuando están localizados en cromosomas
diferentes.
“Cuando dos pares de alelos están situados en pares de cromosomas diferentes
(no homólogos) cada par se hereda en forma independiente del otro ya que se
reparten al azar en los gametos durante la meiosis.”
307
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Es decir que el modo en que alelos de un carácter ubicados en un par de
homólogos se separan, es independiente de la segregación de los alelos de otro
carácter ubicados en otro par de homólogos.
Mendel en la 2° generación filial de 16 descendientes, encontró plantas con:
 Semillas lisas color amarillas  9
 Semillas lisas verdes  3
 Semillas rugosas amarillas  3
 Semillas rugosas verdes  1
Las diferentes proporciones dependen de si los rasgos son recesivos o dominantes.
Debemos aclarar que los ejemplos que vimos de cruzamientos genéticos
responden al hecho de que durante la meiosis los cromosomas (y con ellos los
genes) se distribuyen al azar en la descendencia.
Pero cuando se realizaron estudios en la mosca Drosophila melanogaster se
comprobó que la Ley de distribución independiente no tiene una distribución
universal. Porque en los cruzamientos de dos o más pares de alelos existe una
tendencia por parte de estos a quedar ligados, de modo que se produce una
proporción de combinaciones diferentes de la esperada. La Drosophila posee sólo
4 pares de cromosomas, lo que eleva la posibilidad de que sus genes se
encuentren en el mismo cromosoma.
 Si dos genes distintos A y B se localizan en un mismo cromosoma y sus alelos
recesivos a y b en el cromosoma homólogo, se obtienen para esos genes dos
clases de gametos: AB y ab y no los cuatros esperados (AB, Ab, aB, ab).

La coexistencia de dos o más genes en el mismo cromosoma se denomina
ligamiento.
Pero estudios posteriores demostraron que el ligamiento no es absoluto y que se
rompe con relativa frecuencia debido a la recombinación genética (crossing
over). Es decir que el intercambio de segmentos entre las cromátidas homólogas
que sucede en el Paquinema de la Profase I rompe el ligamiento.
La frecuencia de recombinación entre dos genes ligados en un cromosoma
depende de la distancia que los separa, los que se hallan próximos entre sí se
recombinan con una frecuencia menor respecto de los que se encuentran
apartados.
CUADROS DE PUNNET: deben realizarse cuando queremos conocer el resultado de
cruzamientos pero estamos evaluando dos carácteres.
308
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Ejemplo: hacer el cruzamiento entre dos individuos de la F1:
 Plantas con semillas lisas y de color amarillo.
 Plantas con semillas lisas y de color amarillo.
Sabiendo que ambos son genotípicamente heterocigotas para sendos caracteres.
Debemos tener en claro qué letra adjudicamos a cada carácter:
 Semilla lisa  L (dominante).
 Semilla rugosa  l (recesivo).


Color amarillo  A (dominante).
Color verde  a (recesivo).
PASOS para hacer el cruzamiento:
1) Analizamos los genotipos de los progenitores y armamos los alelos:
Progenitores: (son heterocigotas en este caso)
varón
mujer
Ll x Aa
Ll x Aa
2) Obtenemos todas las posibles gametas:
LA
La
varón
mujer
lA
LA La lA
la
la
3) Armamos el cuadro de 4x4
LA
La
lA
la
LA
La
lA
la
4) Hacemos los 16 cruzamientos posibles (completamos las casillas)
5) Analizamos. Los resultados pueden ser analizados fenotípicamente.


9 hijos semillas lisas amarillas.
3 hijos semillas lisas verdes.


3 hijos semillas rugosas amarillas.
1 hijos semillas rugosas verdes.
(Lo mismo que encontró Mendel)
309
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Podemos decir que la relación fenotípica de los hijos es “9:3:3:1”, o decirlo en
términos de porcentaje.
Todas las explicaciones de Mendel resultaron correctas y los "factores" que él
propuso son actualmente los GENES
Cada gen consta de dos copias en el mismo individuo, cada una de ellas se halla
en un cromosoma homólogo y se llaman alelos, es decir hay pares génicos: uno en
cada cromosoma homólogo de un determinado par. Entonces, se denominan
alelos a las formas alternativas que puede presentar un gen. En el ejemplo de las
arvejas el alelo para semillas amarillas (A) es dominante y el que determina semillas
verdes (a) es recesivo.
Se los indica con letra mayúscula y minúscula respectivamente (Aa).
Repasamos las definiciones:
Homocigota: se llama así al estado de un individuo que tiene un par de alelos
idénticos para determinado carácter, es decir con la misma información. Puede
ser:
 Homocigota dominante (AA)  se expresa ese carácter dominante.
 Homocígota recesivo (aa)  se expresa ese carácter recesivo.
Heterocigota: se llama así al estado de un individuo que tiene en un determinado
loci, un par de alelos diferentes para dicho carácter (Aa)  en este caso se
expresa el dominante, pero el individuo es “portador” del carácter recesivo
aunque no lo manifieste, y podría aparecer en su decendencia.
Si se manifiesta uno de los alelos sobre el otro, ese alelo es dominante y el que no se
expresa es recesivo, ya que queda “enmascarado” por el otro carácter.
 Los genes recesivos sólo se expresan cuando el individuo es homocigota para
ese rasgo, es decir, debe ser “homocigota recesivo” (aa).
Entonces:
Dominante: es aquel gen que se expresa tanto en estado hetero como
homocigota.
Recesivo: es aquel gen que sólo se expresa en homocigosis.
 Si el progenitor es heterocigota producirá gametas que lleven el alelo
dominante y otras que lleven el alelo recesivo.
 Si es homocigota todas las gametas llevarán el mismo tipo de alelo.
Conclusión:
Los genes son unidades hereditarias independientes y se transmiten intactos de
generación en generación, así determinan los rasgos físicos según sean
dominantes o recesivos.
310
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Ejercicio:
Un hombre rubio de ojos azules se casa con una mujer morocha de ojos negros. El
hombre es homocigota para las dos características (dato innecesario), mientras
que la mujer es heterocigota. Sabiendo que los ojos negros son dominantes frente
a los azules y que el color de pelo morocho es dominante frente al rubio, ¿qué
relaciones fenotípicas espera encontrar en los hijos?
a) 4:4:4:4
b) 9:3:3:1
c) 4:5:4:3
d) 7:7:1:1
e) Ninguna es correcta
Cuadro de Punnet:
311
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Tipos de dominancia
DOMINANCIA COMPLETA
Cuando están presentes un alelo dominante y otro recesivo en el mismo par
génico, sólo se expresa el dominante. El rasgo dado por el alelo recesivo sólo se
manifiesta si el individuo es homocigota recesivo para dicho carácter.
La dominancia completa se explica porque el alelo dominante es un gen activo
que regula la producción de "algo", por ejemplo de un pigmento, cosa que el gen
recesivo no puede hacer.
Ejemplo: el albinismo es una enfermedad que se debe a la ausencia de un
pigmento en la piel, cabello y ojos, por eso los humanos albinos tienen piel color
rosa pálido, muy sensible a la luz solar y sufren fotofobia.
La alteración se produce por un alelo recesivo, incapaz de dirigir la producción del
pigmento normal de la piel que es la melanina.
Se manifiesta en homocigotas recesivos, mientras que heterocigotas y
homocigotas dominantes producen normalmente melanina.
 Dos padres normales pero heterocigotas pueden tener un hijo albino, ya que
ambos portan un alelo recesivo. Hacer el cruzamiento:
DOMINANCIA INCOMPLETA
Se da cuando un alelo no es dominante por completo sobre el otro, o el segundo
no es completamente recesivo respecto a su alelo correspondiente.
Entonces, no siempre se cumple la regla de la dominancia y la recesividad.
En caso de heterocigosis se da un fenotipo intermedio respecto a los genotipos de
los progenitores, pero no significa que se mezclan los alelos.
Ejemplo: en la planta Mirabilis jalapa, de flores rojas y blancas, es posible encontrar
un tercer fenotipo (flores rosadas).
 Los homocigotas dominantes (RR) tienen flores rojas ya que los alelos R regulan
la síntesis de pigmento rojo para sus flores.
 Los homocigotas recesivos (rr) tienen flores blancas, pues el alelo r no es
capaz de dirigir la síntesis del pigmento.
 Los heterocigotas (Rr) presentan flores rosadas, o sea un fenotipo intermedio
ya que sólo un alelo R por célula resulta insuficiente para producir una
cantidad normal de pigmento rojo.
312
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El cruzamiento de plantas heterocigotas, produce:
ALÉLOS MÚLTIPLES - CODOMINANCIA - GRUPOS SANGUÍNEOS
La herencia del sistema de grupos sanguíneos en los humanos es un ejemplo de
alelismo múltiple.
Son alelos múltiples porque existen 3 formas alternativas del gen que se denominan
alelos A, B y O. Cada individuo sólo puede tener un par de alelos para el mismo
gen, aunque en una población puede haber varios alelos.
Los alelos A y B determinan la formación de moléculas en la superficie de los
glóbulos rojos llamados antígenos o aglutinógenos A y B respectivamente. Son
dominantes respecto al alelo O, que no codifica para ningún antígeno.
Los alelos A y B son “codominantes”  si están juntos en un mismo par génico
ambos se expresan, o sea que el GR presenta antígenos A y antígenos B y la
persona es del grupo sanguíneo AB.
Codominancia significa entonces que dos genes alelos se expresan ambos
estando juntos.

Cuando dos alelos son codominantes determinan la formación simultánea de sus
productos.
Son codominantes entre sí y dominantes frente a un tercer alelo (en este caso el
O).
Completar:
AA
AO
BB
BO
AB
OO
Genotipo
Fenotipo
HERENCIA MULTIGÉNICA O POLIGÉNICA O MULTIFACTORIAL
Ciertos rasgos dependen de la acción de varios genes. En la especie humana son
ejemplos: estatura corporal, peso, tasa metabólica, capacidades mentales,
inteligencia, habilidades manuales, etc.
313
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
DETERMINACIÓN CROMOSÓMICA DEL SEXO
En el ser humano la determinación sexual se transmite de generación en
generación por medio de un mecanismo hereditario. En cada célula somática
existe un par de cromosomas sexuales relacionados con esta determinación:
 XX: mujer
 XY: hombre
Entonces la característica masculina está determinada por el cromosoma Y.
La determinación del sexo se produce en el momento en que el óvulo es
fecundado por el espermatozoide.
 En la mujer: todos los óvulos tienen cromosoma sexual X + 22 autosomas.
 En el hombre: la mitad de sus espermatozoides son X y la otra mitad Y (+22
autosomas).
En la fecundación, entonces:
 Si un óvulo es fecundado por un espermatozoide con un cromosoma X, el
individuo resultante será mujer (XX).
 Si un óvulo es fecundado por un espermatozoide Y, se concebirá un individuo
de sexo masculino (XY).
Es decir que el sexo es determinado por el padre
Los cromosomas sexuales se comportan como homólogos durante la meiosis, si
bien su tamaño es diferente y presentan una región no homóloga (heteróloga).
Esta es la determinación cromosómica del sexo que ocurre durante la
fecundación, pero además durante el desarrollo intrauterino importan la influencia
hormonal y luego la diferenciación sexual postnatal.
HERENCIA LIGADA AL SEXO
Es la herencia ligada al cromosoma X. Se refiere a la herencia de carácteres
regulados por genes que se encuentran en el sector heterólogo del cromosoma X.
Las mujeres siempre poseen un par de alelos para estos genes, pero los hombres
sólo tienen uno ya que el cromosoma Y carece de segmento homólogo a ése 
debido a este fenómeno la herencia es diferente según el sexo de la persona.
Son genes recesivos que para que se manifiesten deben estar en estado
homocigotas o hemicigotas: es la condición en la que hay un sólo alelo de un gen.
Estas enfermedades ocurren con mucha más frecuencia en el hombre que posee
la constitución hemicigota XY, en cambio en la mujer debe poseer ambos
314
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
cromosomas X con el gen que produce la enfermedad para que la misma se
manifieste, caso sumamente raro
 Se dice generalmente que “las mujeres las transmiten y los hombres las
padecen”.
 Es el caso de dos afecciones muy conocidas: daltonismo y hemofilia.
 Daltonismo: el alelo dominante determina visión normal, pero el recesivo indica
”ceguera parcial” para los colores.
 Una mujer homocigota dominante o heterocigota para ese gen, tendrá visión
normal y solo será daltónica en caso de ser homocigota recesivo (caso poco
frecuente).
 El daltonismo es bastante más frecuente en los varones, ya que es suficiente
con que hereden un alelo recesivo de la madre para que el mismo se
manifieste.
Los genotipos posibles para la mujer son 3:
 Homocigota dominante: ambos cromosomas X tienen el alelo normal
dominante  la mujer es sana.
 Homocigota recesivo: ambos cromosomas X tienen el alelo recesivo que
causa el problema  es una mujer enferma.
 Heterocigota: un cromosoma X tiene el alelo normal dominante y el otro
cromosoma X tiene el alelo recesivo que causa la enfermedad  es una
mujer sana, pero “portadora” del alelo que causa el problema.
El hombre sólo tiene un cromosoma X cuyos genes se expresan libremente porque
en el cromosoma Y no existe ningún alelo alternativo que pueda enmascararlo
El hombre posee un genotipo hemicigota, y si el cromosoma X de su par sexual
porta el alelo de la enfermedad, sí o sí se expresará en el fenotipo. O sea que el
hombre posee sólo dos posibilidades: ser sano o ser enfermo, no puede ser “sano
portador”.
El gen afectado lo hereda de su madre, pero el hombre afectado no transmite la
enfermedad a su hijo varón.
 Hemofilia: el alelo dominante determina la produccion del "factor VIII", uno de
los factores involucrados en la coagulación de la sangre, mientras que el alelo
recesivo es incapaz de dirigir la síntesis del mencionado factor.
Los que padecen hemofilia (en general hombres) han recibido el alelo recesivo de
su madre y necesitan medicación para que se produzca la coagulación.
La hemofilia es mas frecuente en el grupo A que en el B.
315
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Las mujeres heterocigotas tienen fenotipo normal.
 Las homocigotas recesivas son muy raras pero en caso de darse, la hemofilia
puede ser letal.
 Los hombres padecen la enfermedad con sólo recibir un alelo de su madre.
HERENCIA INFLUIDA POR EL SEXO
Hay ciertos carácteres del macho o la hembra que no están ligados al sexo, o sea
no están en los cromosomas sexuales, la herencia ocurre a través de los genes
ubicados en cromosomas somáticos, pero su expresión se ve influida por el sexo.
Son rasgos somáticos influidos por el estado sexual
Esto justifica por qué los machos y las hembras con genotipos idénticos presentan
fenotipos diferentes.
 Ejemplos:
Algunos tipos de calvicie en el hombre. La calvicie frontal es excepcional en la
mujer pero bastante común en el hombre. Esto se da porque el gen relacionado
con la calvicie modifica su expresión por la cantidad de testosterona presente.
En las ovejas un sólo par de genes determina la presencia o ausencia de cuernos.
 El gen H = Presencia de cuernos, es dominante en el macho pero recesivo en
la hembra.
 Su alelo h = Sin cuernos, es dominante en la hembra y recesivo en el macho.
Entonces:
-Un genotipo HH: va a determinar un animal con cuernos independientemente del
sexo.
-Un genotipo Hh: determinará un animal con cuernos si es macho y sin cuernos si es
hembra.
-Un genotipo hh: no se forman cuernos ni en machos ni en hembras.
 A tener en cuenta:
Muchas de las características se heredan de acuerdo a la modalidad
establecida por Mendel. Sin embargo con otras, o tal vez con la mayoría, los
patrones son más complejos. Estas complejidades son causadas por
interacciones entre los alelos, interacciones entre los genes e interacciones con
el ambiente.
Ningún gen trabaja solo  la expresión de todos los genes está en cierta forma
influida por muchos otros
316
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Árboles genealógicos
Mirando un árbol genealógico detenidamente podemos sacar varias conclusiones
sobre la enfermedad que se está observando, determinar si es autosómica o
ligada al cromosoma X; y cuando es autosómica, si es dependiente de un alelo
dominante o recesivo. También podemos intuir lo fenotipos y genotipos de los
individuos.
Algunas referencias que debemos conocer:
En general podemos decir que:
 Si una enfermedad sólo aparece en varones en una familia, la misma es
ligada al sexo, si aparece tanto en varones como en mujeres, es una
enfermedad autosómica.
 Si una enfermedad aparece en todas las generaciones, es dominante, y si
saltea generaciones, es recesiva.
 En el ejemplo más arriba, podemos decir que la enfermedad es autosómica
dominante.
Ejemplo de árbol genealógico de enfermedad ligada al sexo:
El caso de la Reina Victoria I de Inglaterra: hemofilia.
Las monarquías europeas se contagiaron de un peligro común desde el momento en
que la reina Victoria I de Inglaterra dio a luz a nueve hijos fruto de su amor con el
rey consorte, el príncipe Alberto. La reina, quien era portadora del gen de la
hemofilia, legó esta maldición a tres de sus hijos. Estos la continuaron a lo largo de la
Historia debilitando la sangre azul de la aristocracia europea.
No hizo falta ningún arma para desangrar los varones de las distintas familias reales
de Europa, emparentadas directamente con la soberana. Un enemigo imbatible se
encontraba dentro de la propia genética de los descendientes de la reina. En el ADN
real estaba escrita la tragedia y la muerte con tinta escarlata: la hemofilia (déficit del
factor VIII), una maldición que cambiaría el curso de la Historia en el continente.
¿Cómo se inició la enfermedad en la reina?
Existen dos teorías sobre la aparición de este mal dentro de la realeza. Lo únco claro es que su origen se remonta
a Victoria I, de Inglaterra. Como ninguno de los progenitores padecían del déficit del factor VIII, se cree que o bien la
317
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
reina fue hija adulterina o bien fue uno de los rarísimos casos de mutación de novo (un gen que aparece por primera vez
en una familia). Un capricho de la naturaleza que tiene una probabilidad de darse en una persona entre 15.000.
En caso de que fuera el fruto de una relacion extramatrimonial, sería probable que la princesa Victoria de Sajonia Coburg –
la madre de la reina– hubiera tenido un amorío fuera del lecho conyugal de su marido, el duque de Kent –supuesto padre
de la emperatriz y hermano del rey Guillermo IV–. Con tan mala suerte que el amante resultó ser hemofílico, legándole el
gen a su hija.
De esta manera, un «affaire» aristocrático iniciaría el legado maldito de la enfermedad real. La gran tragedia que estaría
al acecho de los sucesores del trono, todos hijos, nietos y bisnietos de «la abuela de Europa».
Fuente: https://www.abc.es/historia
 Ejercicio: Clasificar las siguientes enfermedades según los árboles genealógicos,
en (autosómica/ligada al sexo) y (dominante/recesiva):
 Dato: un individuo pintado a la mitad o con un punto significa “portador”.
1
3
4
2
Familia con albinismo
Familia con polidactilia
 Ahora Deducir los genotipos y fenotipos
de los individuos señalados:
5
Rtas:
Heterocigota (sano portador)
2. Homocigota recesivo (enfermo)
3. Heterocigota (enfermo)
4. Homocigota recesivo (sano)
5. Heterocigota (portadora)
6. Hemicigota (enfermo)
1.
6
Familia con daltonismo
318
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
EVOLUCIÓN
TEORÍAS SOBRE ORIGEN DEL UNIVERSO
Teoría del Big-Bang (teoría actual):
Según esta teoría toda la materia estaba concentrada en un
minúsculo punto menor que un átomo, hasta que fue liberada en
una gran explosión hace unos 15.000 a 20.000 millones de años y
así se originó el universo.
Esta enorme explosión generó calor, nubes de polvo y con
posterioridad átomos de hidrógeno. Mucho más tarde se
formaron los planetas y el sol a partir de esas nubes de polvo.
El mundo
está en
continuo
cambio, es
dinámico.

Origen del sistema solar: se originó hace 4500 millones de años por
condensación de núcleos de materia. Del núcleo central, el más grande, se
originó el sol y los planetas se originaron de los núcleos más pequeños.

Origen de nuestro planeta: se remonta a ese período, la Tierra era una
masa incandescente de materia que daba vueltas sobre sí misma. Luego
de millones de años descendió la temperatura lentamente y comenzó a
formarse una delgada corteza terrestre. Este enfriamiento progresivo permitió
que aparecieran rocas, océanos y continentes.
 Composición de la atmósfera: se cree que la atmósfera inicial era “no
oxidante”. Había algo de hidrógeno, nitrógeno y vapor de agua, pero no había
oxigeno como O2 (oxígeno libre).
TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA
En la antigüedad las distintas hipótesis sobre el origen de la vida se relacionaron
con ideologías religiosas y filosóficas de la época y según el desarrollo de la
ciencia alcanzado hasta ese momento. Así surgieron las siguientes teorías:
IDEALISMO: postula que la vida ha sido creada por Dios. El espíritu es fundamental.
En Biología se lo denominó:
Vitalismo: sostiene que los organismos y los fenómenos biológicos son controlados
por una fuerza superior y no por leyes físicas. Se descartó cuando se empezaron a
descubrir nuevas especies.
MATERIALISMO: sustenta la idea de que el espíritu no existe sin la materia. En
Biología se lo denominó:
Mecanismo: propone que sin materia no hay espíritu. De cualquier manera no
explica cómo se originó la vida.
319
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
TEORÍA DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA: ya desde los tiempos de Aristóteles (Siglo
V aC.) se sostiene que las formas de vida más sencillas se originan por "generación
espontánea". Un ejemplo de esta creencia es el origen de los gusanos a partir de
la carne en descomposición o de los ratones a partir de granos de trigo húmedo,
que parecieran formarse “de la nada”.
En síntesis teníamos 2 corrientes básicas para la explicación de la vida en el
planeta:
 Creada en forma sobrenatural.
 Originada a partir de materia orgánica en descomposición.
En la segunda mitad del siglo XIX las creencias sobre el origen de la vida sufren un
cambio fundamental a partir de los trabajos de Darwin (1859) y Pasteur (1862).
TEORÍA DE PASTEUR o de la BIO-GÉNESIS: demostró que todo ser vivo se origina a
partir de otro ser vivo preexistente. De todas formas se seguía creyendo en la
posibilidad de la generación espontánea sobre todo en las primeras etapas de la
vida en la Tierra.
TEORÍA DE LA A- BIO-GÉNESIS o de la EVOLUCIÓN QUÍMICA o de OPARÍN-HALDANE:
Oparín sostuvo que a la aparición de la vida le precedió lo que se ha denominado
la evolución química: en la atmósfera primitiva había poco o nada de oxígeno
libre y el hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno existían en alguna forma en la
atmósfera y en las aguas de la tierra primitiva. Éstos por acción de la energía
lumínica que provenía del sol, de la energía calórica de la tierra y de la energía
eléctrica de los relámpagos originaron moléculas cada vez más complejas hasta
llegar a las proteínas, finalmente recubriéndose de membrana dieron lugar a la
aparición de las primeras bacterias productoras de metano, las que fueron
evolucionando hasta formar seres vivos más complejos.
Haldane propuso una teoría similar, casi en forma simultánea.
Teoría de Miller y Urey: realizaron experimentos que apoyan la hipótesis de Oparín
y Haldane.
Otros experimentos sugirieron que el agrupamiento de moléculas orgánicas había
originado estructuras de tipo celular llamados coacervados, que consistían en un
fluido con macromoléculas, rodeados de una membrana externa. Esto forma
parte de la evolución probiótica.
320
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
EVOLUCIÓN BIOLÓGICA- PRIMEROS ORGANISMOS
1. Los fósiles más antiguos datan de 3.500 millones de años y corresponden a
bacterias formadoras de metano (CH4).
2. Luego se hallaron otros que datan de 3.400 millones de años, al formarse el
código genético permitió que moléculas con información pudieran perpetuarse.
Así, aparecieron los organismos unicelulares procariotas.
Estas primeras bacterias eran anaerobias y tomaban la energía del "caldo
primordial".
3. Hace aproximadamente 2.500 millones de años algunos organismos,
aprendieron a utilizar la energía solar a través de la fotosíntesis, esto provocó que
la atmósfera fuera cambiando, se oxigenara, y permitió la aparición de
organismos aeróbicos.
Los primeros organismos que aporta el registro fósil eran células muy parecidas a los
actuales procariotas, entonces se cree que durante 2.000 millones de años los procariotas
representaron la única forma de vida sobre la tierra, hasta que aparecieron las eucariotas.
4. Hace aproximadamente 1.500 millones de años se formaron las células
eucariotas unicelulares.
5. Hace aproximadamente 750 millones de años aparecieron los organismos
multicelulares que evolucionaron a partir de eucariotas unicelulares.
Es importante que recordemos que en la evolución de la eucariota, participó la
procariota aeróbica, prueba de ello es la gran similitud entre mitocondrias y células
procariotas (Teoría Endosimbiótica). Las células eucariotas pudieron haberse
originado por unión tipo simbiosis entre varias procariotas. El mismo origen se le
atribuye a los cloroplastos. Ambos organoides poseen similitudes indiscutibles con
las bacterias, como la posesión de su propio ADN, genéticamente diferente al que
encontramos en el núcleo celular.
 Entre la edad de la tierra (4.500 millones de años) y la de los restos fósiles más antiguos
(3.500 millones de años) queda un espacio de 1.000 millones de años en el cual, durante
algún momento, se habría originado la vida.
PROCESO DE EVOLUCIÓN ORGÁNICA
Evolución: es un conjunto de cambios continuos a lo largo de extensos periodos de
tiempo. Puede delinearse gracias a que un antepasado común origina diferentes
organismos. La evolución orgánica es lo que ha permitido la diversidad de vida.
La biósfera se encuentra en evolución continua. Es más rápido en los tiempos
actuales, pero es muy lento como para ser observado por una sola generación.
321
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El estudio de la evolución incluye dos tipos de desarrollo:
Ontogenia: es la formación y desarrollo individual de un organismo, considerado
en forma independiente de la especie. Es la historia individual del organismo,
que incluye el estudio de la embriología.
Filogenia: formación y desarrollo de especies actuales y desaparecidas. Es la
historia de grupos de organismos que han sufrido transformaciones en el tiempo
que dan como resultado formas de vida distintas a las de sus ancestros.
AMBIENTE PREDARWINIANO
Aristóteles: creía que los seres vivos se ordenaban en una jerarquía a la que llamó
Scala naturae: las criaturas más simples se ubicaban en el escalón más bajo, el
hombre en el escalón más alto, y el resto de los organismos en el intervalo, en el
lugar que les correspondía.
Creacionismo: durante siglos la humanidad sostuvo la idea de la creación divina
de las especies animales y vegetales.
Fijismo o Teoría Fijista: sostenía que todas las especies se conservaban y se
mantenían inmutables con el transcurso del tiempo. Linneo o Linné, creador del
sistema binomial, integraba la corriente fijista junto a D’Orbigny.
Catastrofismo: George Cuvier sostenía que habían
existido formas de vida anteriores que habían
desaparecido como consecuencia de catástrofes
naturales. Creía también que aparecían nuevas
especies por creación divina y que eran
inmutables desde su creación hasta su extinción.
Es decir apoyaba al creacionismo y al fijismo.
En este contexto la
generación espontánea
era otra de las creencias
muy difundidas.
Pero estas teorías en algún momento empezaron a ser cuestionadas:
Uniformismo: fundada por Hutton, geólogo, sostuvo que la tierra se ha moldeado
por procesos lentos y graduales y no por acontecimientos bruscos (cuestiona el
catastrofismo). Tampoco creía, como lo hacían los cristianos, en que la edad de la
tierra fuera de 6000 años y advirtió que si bien algunos fósiles correspondían a
animales conocidos, otros eran extrañamente raros.
Transformismo: LeClerc de Buffon fue uno de los primeros científicos en dudar del
fijismo. Sostuvo que las especies podían sufrir cambios en el transcurso del tiempo y
creía que los cambios se producían por un proceso de degeneración, lo que
explicaba la gran variedad de organismos.
322
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Esta corriente fue sostenida también por Erasmo Darwin (abuelo de Charles
Darwin).
 Más tarde Kant también se opuso a la teoría fijista.
Erasmo Darwin sugirió que las especies tenían conexiones históricas, que los
animales podían cambiar en respuesta al ambiente y que esos cambios eran
heredados por sus descendientes.
En este marco surgió la idea de “cambio” o de “evolución”, comenzó a aceptarse
que durante el paso del tiempo las especies sufren modificaciones que les
permiten adecuarse al ambiente. Estas ideas fueron duramente resistidas por la
iglesia, la sociedad e incluso por la misma sociedad científica, sin embargo las
evidencias que se han acumulado hasta hoy, terminaron por darle peso a la teoría
evolutiva.

ESTAS EVIDENCIAS SON
 Registros fósiles: la paleontología es la ciencia que descubre, identifica e
interpreta los fósiles. Fósil: “algo desenterrado”. Pueden ser huesos, dientes, tejidos
duros, y también huellas o señales dejadas por los organismos primitivos y los
actuales.
 Embriología: gracias al estudio de los embriones, permite determinar que todos
los organismos tienen un antepasado común, ya que organismos que de adultos
son muy distintos, embriológicamente son similares.
 Homología en la anatomía: las similitudes entre los seres vivos nos permiten
distinguir tres tipos de órganos:

Órganos homólogos: misma estructura, distinta función. Son los que tienen
estructura semejante y un origen común, pero no necesariamente cumplen
la misma función. Ejemplos: ala de un ave, aleta de un lobo marino.

Órganos análogos: distinta estructura, misma función. Son los que en
especies distintas tienen estructura similar y funciones semejantes, pero el
origen es distinto. Ejemplos: alas de un ave y un insecto.

Órganos vestigiales: son órganos o partes de órganos inútiles o atrofiados
que fueron útiles en organismos ancestrales, pero debido a modificaciones
ambientales o hábitos de vida el órgano se tornó no funcional. Ejemplos:
vello corporal, muela del juicio, cóccix, apéndice, arteria sacra media.
323
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Biogeografía o distribución geográfica de los organismos: ya que existen ambientes
similares poblados por organismos distintos entre sí, que por ocupar nichos
ecológicos parecidos, presentan similitudes anatómicas y/o comportamentales.
 Bioquímica
y biología molecular: permite comprobar la semejanza a nivel
molecular entre distintos organismos. Se evidencia por:




El enorme parecido en la estructura y función de biomoléculas como las proteínas.
El material genético de todos los seres vivos es el ADN.
La universalidad del código genético.
La utilización del ciclo de Krebs.
 Cantidad de especies - taxonomía - biodiversidad: sirve como apoyo al proceso
evolutivo porque posibilita conocer una gran variedad de especies y muchas otras
que desaparecieron en edades remotas.
 Adaptación: se reconoce que existe una acomodación o reajuste perfecto de los
seres vivos a su entorno natural o a un modo de vida. Las adaptaciones
representan los cambios que ocurren gradualmente y que resultan beneficiosos
para las poblaciones donde ocurren en respuesta a la presión selectiva del
ambiente.
Adaptándose los organismos aprenden a sobrellevar en las mejores condiciones
posibles las situaciones ambientales. Ejemplo: la coloración protectora que les
permite a los camaleones confundirse con el paisaje y engañar a sus
depredadores.
 En el hombre se produjeron tres adaptaciones principales:
1) A la posición erecta: fue lograda gracias a:
 El desplazamiento hacia el medio del centro de gravedad, por la inserción de la columna vertebral
debajo del cráneo y no detrás.
 La curvatura fisiológica de la columna.
 La conformación del pie como base de sustentación.
 El agrandamiento del hueso coxal y de la pelvis en general.
 La tonicidad de los músculos de la espalda y de los miembros inferiores.
2) A la alimentación omnívora: que fue lograda gracias a la especialización de la dentadura.
3) A los climas: debido principalmente a los acúmulos de grasa y al formato corporal.
La especialización es una adaptación generalizada que involucra a todo el organismo: en el hombre la
posición erecta se acompaña de modificaciones en la columna vertebral, pelvis, pies, músculos y cráneo, y
en forma indirecta las modificaciones se extienden al cerebro.
 Variación: junto a la adaptación, son los dos hechos fundamentales de la
evolución. Sirve como apoyo al proceso evolutivo porque posibilita establecer las
diferencias entre los individuos. Las variaciones pueden deberse a: medio
ambiente, herencia, mutaciones.
324
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
1° TEORÍA EVOLUTIVA
-Jean Baptista LamarckPropone:
 La generación espontánea es un hecho frecuente.
 Existe un impulso interno hacia la perfección.
 Los caracteres adquiridos se heredan.
 Los organismos se adaptan al ambiente gracias al desarrollo de los órganos
más utilizados y a la reducción o atrofia de los inútiles.
Lamarck interpretó el registro fósil como que las formas más simples daban lugar a
las más complejas por acumulación de cambios. También consideró que todos los
individuos de una población eran iguales por lo que las calificó de homogéneas.
Uno de los puntos más discutidos de su teoría es la "herencia de los caracteres
adquiridos": según Lamarck las modificaciones que los individuos adquieren
durante su vida las heredan sus hijos.
 Analicemos el siguiente ejemplo: El registro fósil demuestra que alguna vez
existieron jirafas de patas y cuellos cortos. Es necesario explicar el desarrollo
desmesurado del cuello y patas de la jirafa, es decir, cómo es que evolucionaron
para generar las jirafas como hoy las conocemos.
Así explicó Lamarck el mecanismo involucrado:
1. Población original homogénea: todas las jirafas de esa población tienen patas
y cuellos cortos.
2. Cambio ambiental: el ambiente se volvió más seco, desapareció la
vegetación del suelo y sólo permanecieron los árboles.
3. Nuevas necesidades: alimentarse de las hojas de los árboles.
4. Impulso natural a la perfección: las jirafas deberían estirar el cuello y las patas
para alcanzar esas hojas.
5. Adquisición de caracteres por el uso: el cuello y las paras se ibas estirando.
6. Herencia de caracteres adquiridos: cada nueva generación de jirafas nacían
con patas y cuellos cada vez más largos.
325
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Errores de Lamarck
Hoy se sabe que las poblaciones no son homogéneas, y que los caracteres
adquiridos no se heredan  Ej.: el hijo de un fisicoculturista no posee el desarrollo
muscular de su padre, que lo adquirió con la práctica.
También sabemos que el uso de un órgano no lo desarrolla ni el desuso lo atrofia,
éste es un mecanismo que en determinadas condiciones sucede en los músculos,
pero no ocurre en todos los órganos.
Y sabemos además que ningún ser vivo surge por generación espontánea.
 Sin embargo los desaciertos de su teoría son totalmente comprensibles para el
contexto de la época, nada se conocía en ese entonces de
genética/herencia/origen de la vida.
A pesar de todo, fue el primero que sugirió que los organismos pueden sufrir
cambios con el transcurso del tiempo y que dichos cambios son consecuencia de
un proceso natural y no de la acción divina sobrenatural.
Charles Lyell: fue un geólogo que se opuso al catastrofismo y presentó nuevas
pruebas que sustentaban el uniformismo de Hutton. Lyell influyó notablemente
sobre Charles Darwin, sostenía que las fuerzas naturales lentamente y en forma
acumulativa producían un cambio continuo en el transcurso de la historia de
nuestro planeta.
326
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
2° TEORÍA EVOLUTIVA
-Teoría Evolutiva de Charles Darwin o del Gradualismo Evolutivo o de Darwin y
WallaceDarwin fue quien descubrió el mecanismo de la evolución hoy aceptado que es la
selección natural, luego de una expedición a bordo del Beagle. Al momento de
iniciar su viaje alrededor del mundo estaba al tanto de la obra de Charles Lyell y
también de la teoría de Lamarck, habiendo recibido además el legado de su
abuelo Erasmo.
 Durante el viaje observó detenidamente las distintas especies en su ambiente
natural y descubrió que las poblaciones son heterogéneas.
Concretamente, en el archipiélago de las islas Galápagos se dedicó a recolectar
y estudiar plantas, fósiles y formaciones geológicas de costas e islas, catalogando
miles de especies animales y vegetales.
Uno de los casos más conocidos fue la observación que realiza de los pinzones y
cómo sus variaciones encajaban en el ambiente donde vivían: sus picos eran
diferentes según la forma de alimentación del lugar. Ejemplo: los que se
alimentaban de semillas tenían picos robustos y gruesos, los que se alimentaban de
insectos tenían picos más finos.
Thomas Malthus (clérigo y economista) influyó sobre Darwin cuando observó que
las poblaciones humanas aumentaban su tamaño en forma geométrica hasta que
factores ambientales las frenan.
Darwin pensó entonces que el potencial está limitado por alguna fuerza que hace
que sólo algunos individuos alcancen la edad reproductiva y se reproduzcan con
éxito.
Interpretó estos conceptos considerando que en la lucha para la supervivencia se
preservan las variables favorables y se destruyen las desfavorables. Como resultado
de esto se produce una adaptación de especies al medio e incluso la aparición
de nuevas especies, pero para este último fenómeno es necesario "tiempo".
Así como en la selección artificial es el hombre quien selecciona las variantes, en la
Selección Natural este papel lo cumple el ambiente.
La fuerza que limita el potencial reproductivo de una especie está dada entonces
por las condiciones del ambiente. También entendemos que en ambientes
distintos se seleccionarán fenotipos diferentes.
Junto a Darwin, surgieron los estudios de Alfred Wallace, quien concluyó también
que la evolución se producía por selección natural. En 1858 le envió a Darwin un
estudio sobre sus trabajos.
327
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Darwin logró demostrar que la evolución orgánica era un hecho y que el
mecanismo que la producía era la selección natural, definida por Darwin coma “la
supervivencia del más apto”
Conclusiones de Charles Darwin:
 Existen variaciones entre los miembros de las poblaciones, que son casuales
y no predeterminadas.
 El proceso evolutivo es gradual y continuo.
 Los organismos originan otros organismos similares.
 En los descendientes hay variaciones.
 En cada generación se produce un número de individuos mayor que los que
pueden obtener alimentos y sobrevivir.
 Las especies compiten entre sí frente a los recursos limitados en una lucha
por la supervivencia.
 Se seleccionan los organismos que habrán de sobrevivir y reproducirse entre
los que tienen características más favorables y transmitirán las características
a la generación siguiente.
 Estas ideas dan origen a la lucha por la existencia y a la supervivencia de los
más adecuados  el proceso por el que se seleccionan los más aptos es la
selección natural.
Darwin descarta la creación independiente de cada especie y que exista un
objetivo de “perfección” en la naturaleza. Más que una tendencia a la
perfección, hay una tendencia a la adaptación.
Problemas para Darwin:
 Darwin no pudo explicar el origen de la variabilidad, no sabía cuál era el
origen de esas variaciones entre los miembros de las poblaciones. Se fueron
conociendo posteriormente a partir del redescubrimiento de los trabajos de
Mendel sobre genética.
 Una de las objeciones a la teoría darwiniana fue que no explicaba la
aparición de estructuras inútiles. Muchas de las diferencias entre especies,
como color, pelaje, etc. parecen no tener importancia en la sobrevivencia y
dependen de efectos circunstanciales de genes con valor evolutivo neutro.
 Además fue rechazada por la mayoría de los cristianos porque se oponía al
relato bíblico.
SELECCION NATURAL
Es la elección de variables preexistentes en una población, que otorga a los
individuos seleccionados una mayor capacidad de sobrevivencia, permitiendo
que ciertos genotipos dejen más descendencia que otros.
La selección natural es un proceso que consta de dos fases:
 Selección a través de la supervivencia en la lucha por la vida, significa que:
328
Biología




QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Tendrán mayor posibilidad de sobrevivir aquellos individuos que se adapten
mejor al ambiente.
Los organismos que posean variaciones favorables tendrán un mayor
número de descendientes
A través de los descendientes pasaran un número mayor de caracteres
favorables a las generaciones subsiguientes.
Cada generación sucesiva estará mejor adaptada al ambiente.
 Producción de variabilidad, significa que:

En cada generación se producen una gran cantidad de cambios o
variantes que posteriormente fue explicado por la genética a través de:
o Recombinación (ocurre en la meiosis).
o Mutaciones (que sabemos que son espontáneas).
Los procesos involucrados son:
 Aparición de una variación heredable por recombinación o mutación.
 Propagación de la misma en sucesivas generaciones, si es una variación
favorable.
La selección natural opera sobre organismos individuales trayendo finalmente
cambios en la composición del patrimonio genético de la población por lo que
“la evolución puede interpretarse como los cambios en la frecuencia de genes
de una población” (teoría neodarwiniana que ya analizaremos).
 Ahora analizaremos el ejemplo de la jirafa, pero desde la perspectiva del
mecanismo de la selección natural:
1- Los individuos de una misma especie son diferentes unos de otros, presentan
variantes heredables que surgen en la población al azar: en la población
existían jirafas con distintas longitudes de cuello y patas. Estas variantes
surgieron al azar y fueron heredadas.
2- Frente a la presión de selección ejercida por el ambiente, los individuos se
ven afectados de diferente manera: la sequía acabó con la vegetación
tierna del suelo, entonces las jirafas se vieron obligadas a alimentarse de las
hojas de los árboles, lo cual no fue sencillo para todos porque eran diferentes
entre sí.
3- A través de la selección natural los individuos que poseen características
favorables para la nueva situación ambiental estarán capacitados para
dejar descendencia: la selección natural favoreció a aquellas jirafas con
patas y cuellos suficientemente largos como para alcanzar las hojas de los
árboles  siendo éstas las más aptas para alimentarse, sobrevivir, subsistir,
buscar pareja, y dejar descendencia.
329
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
4- La descendencia estará más adaptada al nuevo ambiente: la cantidad de
jirafas de cuello largo y patas largas es cada vez mayor, las de cuello y patas
no lo suficientemente largo se verán desfavorecidas y a lo largo de las
generaciones habrá menos. La selección natural seguirá favoreciendo a las
jirafas más aptas: es decir las de cuello más largo y patas más largas.
 COMPARAMOS:
Para Lamarck:
 Existen poblaciones homogéneas.
 El ambiente crea necesidades
que despiertan en los individuos el
impulso natural a la perfección.
Para Darwin:
 Existen poblaciones heterogéneas.
 El ambiente impone condiciones,
ejerce una presión de selección
sobre los individuos que se
manifiesta
en
la
población,
favoreciendo al más apto.
 La selección natural es el
mecanismo de la evolución.
 Hay
características
que
se
heredan, no surgen en respuesta
al ambiente sino por simple azar.
No
explicó
el
mecanismo.
 El impulso natural a la perfección
es el mecanismo de la evolución.
 Los cambios que se generan en
respuesta al ambiente por uso o
desuso de los órganos, se
heredan:
herencia
de
los
caracteres adquiridos.
Texto “Hablando con Darwin” - Fragmento del libro “Historia Clínica II” del Dr. Daniel López Rosetti
330
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
TEORÍA NEODARWINIANA DE LA EVOLUCIÓN - TEORÍA
SINTÉTICA
Cuando en el siglo XX surge la Genética, se contó con
nuevos elementos para el estudio de la evolución. Así
nace esta teoría que conjuga la teoría de la evolución
de C. Darwin con conceptos de genética.
 Se denomina “sintética”
porque surge como síntesis
de diferentes disciplinas de
la ciencia como
microbiología, genética,
matemáticas, fisiología,
ecología, etc.
En principio propone:
 Rechazo total de la herencia de caracteres adquiridos.
 Aceptación de la evolución lenta y gradual.
 Reconocimiento de la importancia de la selección natural.
Según esta teoría, la evolución es un proceso de cambio gradual y continuo que
se explica por acumulación de variaciones heredables.
Surgió una nueva rama dentro de la biología, llamada genética de poblaciones.
ALGUNAS DEFINICIONES
 Población genética o deme: es un grupo de organismos de la misma especie
que habitan un mismo lugar y tiempo, que se pueden reproducir entre sí dejando
una descendencia fértil y compartiendo un reservorio genético común  LA
POBLACIÓN ES LA UNIDAD EVOLUTIVA.
 Reservorio génico o fondo común de genes o patrimonio genético o pozo
génico o pool genético o acervo génico: es la suma de todos los alelos de todos
los genes de todos los individuos de una población.
 Cantidad de alelos en una población: en un individuo existen solamente dos
genes alelos para el mismo locus, pero en una población pueden existir varios
alelos todos ellos con información para el mismo rasgo.
Ejemplo: un individuo posee dos alelos que determinan un solo grupo de sangre,
pero al considerar una población, existen tres alelos (A, B y 0) para el mismo gen,
que determinan cuatro grupos: A, B, AB y 0. Esto indica las variadas posibilidades
(variabilidad genética) en una población en lo que se refiere a los grupos
sanguíneos.
 Frecuencia de alelos: cada alelo del mismo gen se encuentra en una cierta
proporción en la población de tal manera que la suma de todas las formas alélicas
conforman el 100% para ese locus. Entonces la frecuencia génica es la frecuencia
relativa o proporcional en que se mantienen los alelos en una población.
Entonces esta teoría dice que cuando hay cambios en la composición del
reservorio génico, o sea cambios en la frecuencia de alelos  HAY EVOLUCIÓN.
331
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Ej: tomemos una población formada por 4 individuos, cuyos genotipos para el
grupo sanguíneo son:
 AA (sangre A)
 AB (sangre AB)
 BO (sangre B)
 AO (sangre A)
Si observamos los genotipos, cada individuo -como ya
sabemos- posee 2 genes para cada carácter. Entonces en esta
población de 4 individuos hay 8 genes: 4 A, 2 B y 2 O.
Ésa es la cantidad de alelos de la población, mientras que la
frecuencia génica o de alelos es:
A  50% ó 0.5
B  25% ó 0.25
O  25% ó 0.25
Si luego de un
tiempo esos
porcentajes (la
frecuencia
génica) en la
población
CAMBIA,
entonces
decimos que
hubo evolución.
La selección natural actúa sobre el individuo como una unidad (su fenotipo), pero
las poblaciones son las que evolucionan.
Ej.: en una población bacteriana atacada por un antibiótico, algunas bacterias
generan mutaciones que las hace resistentes a los antibióticos y esta característica
favorable será transmitida a las generaciones futuras.
El proceso de evolución ocurre cuando el patrimonio génico se va modificando, entonces los
cambios acumulados en el reservorio génico de una población en función del tiempo es lo que
determina la evolución.
Por ejemplo: en cada generación se reproducen solo una parte de los individuos de la población,
esto causa una alteración en la frecuencia relativa de los genes alelos, con lo que el patrimonio
genético de una población se va modificando a lo largo del tiempo.
Equilibrio genético de Hardy-Weinberg o Principio de Hardy-Weinberg
En una población existe equilibrio genético si la frecuencia de sus genes alelos se
mantiene constante en sucesivas generaciones o sea si hay constancia en la
proporción de alelos  entonces decimos que en este caso no hay evolución.
Esto es una situación “ideal”  En las poblaciones naturales el equilibrio genético
no existe, pero el estudio de este equilibrio es importante porque son estados que
tienden a contrarrestar las fuerzas que producen cambios evolutivos.
El estado de equilibrio genético se puede cuantificar mediante las formulaciones
matemáticas de Hardy-Weinberg.
Estos demostraron que en una población en determinadas condiciones, los alelos
se hallan en equilibrio y la reproducción sexual con su meiosis no modifica la
composición global del reservorio génico.
332
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Las condiciones en que debe hallarse una población para que ocurra el
equilibrio genético son (situación ideal):
 Ser poblaciones grandes
 Apareamiento producido al azar
 Ausencia de mutaciones
 Ausencia de flujo de genes
 Ausencia de selección natural
Implican “ausencia de factores
evolutivos”  algo que no
podemos evitar.
Entonces trastornando el principio de Hardy-Weinberg se lograría la evolución y es
lo que sucede en una población natural, real.
 El desequilibrio o variabilidad genética se produce por:
 Mutaciones
 Flujo de genes
 La reproducción sexual
 Deriva génica o desplazamiento génico
 Selección natural
Generan evolución: son
factores evolutivos* (ver
más adelante).
Ecuación de Hardy-Weinberg
Se tiene en cuenta el comportamiento de un gen con sólo dos alelos A y a. Nos
interesan las proporciones relativas o frecuencias de A y a de una generación a la
siguiente.
Cuando hay sólo dos alelos "A" y "a", tenemos que la suma de las frecuencias
relativas de ellos suman 1  A + a = 1
A y a pueden expresarse como fracciones, por ejemplo, si en una población el 80%
de los alelos es A, podemos decir que la frecuencia de A= 0.8, como sólo hay dos
alelos a= 0.2
Si suponemos que las frecuencias relativas de A y a son iguales tanto en machos
como hembras (como ocurre con la mayoría de los alelos de las poblaciones
naturales) y que se aparean al azar, entonces podemos calcular las frecuencias
de los genotipos resultantes de manera algebraica:
(A + a)2 = A2 + 2Aa + a2
Esta expresión algebraica de las frecuencias genotípicas es la ecuación de HardyWeinberg. Por ejemplo, tomando los valores iniciales para la frecuencia de los dos
alelos (0,8 y 0,2), obtenemos los siguientes resultados:
333
Biología



QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
A2 = 0.8 x 0.8 = 0.64  frecuencia de los genotipos AA (homocigota
dominante).
2Aa = 2 x 0.8 x 0.2= 0.32  frecuencia de los genotipos Aa (heterocigota).
a2 = 0.2 x 0.2 = 0.04  frecuencia de los genotipos aa (homocigota recesivo).
 Para A: sumando 0.64 + la mitad de 0.32, a sea 0.16  nos da 0.8, es decir la
frecuencia del alelo A nuevamente será 0.8.
 Para a: sumando 0.04 + la mitad de 0.32, a sea 0.16  nos da 0.2, es decir la
frecuencia del alelo a nuevamente será 0.2.
Conclusión: "En una población ideal en la cual se cumplan las condiciones del
equilibrio, ni las frecuencias alélicas ni las frecuencias genotípicas cambian de una
generación a otra".
Para resolver ejercicios
Tenemos que aprender a calcular las frecuencias alélicas por un lado y las
frecuencias genotípicas por otro. Ambas se calculan como simples fracciones:
La cantidad de alelos totales será el
número de individuos, por 2.
Las 2 frecuencias alélicas
sumadas siempre dan 1,
mientras que las 3
frecuencias genotípicas
sumadas también dan 1
 Si estamos en situación de equilibrio de Hardy Weimberg, se cumplirá que las
freciencias alélicas y las genotípicas se relacionan de la siguiente manera:
AA = A2
aa = a2
Aa = 2.A.a
334
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Ejemplo:
HARDY-WEINBERG
En el esquema se tiene como dato las frecuencias alélicas (0,3 y 0,7) y a partir de
ellas se calcularon las frecuencias genotípicas (0,09; 0,42; y 0,49). Estas frecuencias
representan una proporción que toma como “todo” el uno. Si las multiplicamos a
cada una por 100, nos queda en forma de porcentaje (una proporción que toma
como “todo” el cien).
Problema ejemplo:
Tenemos una población de cerdos en situación de equilibrio de Hardy Weinberg,
en la cual el alelo para la piel negra es recesivo. Observe los individuos y responda:
¿Cuántos de los 12 cerdos de piel blaca son homocigotas dominantes y cuántos
son portadores del alelo de piel negra?
¿Esto se puede saber? Sí, siempre que la población esté “en equilibrio de HW”
A simple vista no podemos saber cuántos de los cerdos de piel blanca son piel
blanca “pura” (AA) y cuántos son portadores (Aa). Pero sí podemos saber cuántos
335
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
son heterocigotas recesivos (aa) porque son los cerdos negros que estamos
viendo: 4 entre 16  4/16  0,25. Esta es la frecuencia genotípica para los aa.
Ya teniendo la frecuencia de los aa, podemos calcular rápidamente la frecuencia
alélila recesiva (a): recordemos que a2 = aa, entonces:
a2 = 0,25
a = √0,25
a = 0,5
Y ya teniendo la frecuencia alélica del gen recesivo, podemos obtener fácilmente
la frecuencia alélica dominante, porque ambas suman 1:
a+A=1
0,5 + A = 1
A = 0,5
Finalmente, ya teniendo las dos frecuencias alélicas, se pueden sacar las 3
frecuencias genotípicas:

aa = a2 = 0,52 = 0,25 ó 25% son los homocigotas recesivos (esta ya la
sabíamos)

AA = A2 = 0,52 = 0,25 ó 25% son los homocigotas dominantes.

Aa = 2.A.a = 2 . 0,5 . 0,5 = 0,5 ó 50% son los heterocigotas, que me habían
preguntado.
Es decir, en términos absolutos, de los 16 cerdos que estamos viendo:

4 son aa (negros puros).

4 son AA (blancos puros).

8 son Aa (blancos pero que portan el gen negro).
336
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Ejercicios:
1. Si se tiene una población de 10 individuos, de los cuales 4 son homocigotas
dominantes para un carácter, 2 son homocigotas recesivos, y 4 son heterocigotas,
calcular primero las frecuencias alélicas y a partir de ellas, considerando que la
población está e equilibrio de Hardy Weinberg, calcular las frecuencias
genotípicas:
Rtas=
A = 0,6
a = 0,4
AA = 0,36
aa = 0,16
Aa = 0,48
2. La fenilcetonuria es un desorden metabólico humano que da como resultado
retraso mental si no es tratado en la infancia. Es una enfermedad autosómica
recesiva. En los EEUU uno de cada 10.000 niños nace con este desorden. ¿Qué
porcentaje de la población son portadores heterocigotas del alelo recesivo de la
enfermedad?
Rta= 1,98%
3. En una población de 1.000 moscas de la fruta, 640 tienen ojos rojos, mientras que
las restantes tienen ojos sepia. El ojo sepia es recesivo respecto a los ojos rojos.
¿Cuántos individuos espera usted que sean homocigóticos para los ojos rojos?
Rta= 160
4. En una población de 2000 sapos, 1920 poseen la piel con manchas y el resto
posee la piel lisa. ¿Cuál es la frecuencia del alelo recesivo en la población?
Rta= 0,2
337
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
FUERZAS O FACTORES EVOLUTIVOS
Son las fuerzas que rompen el equilibrio genético de una población permitiendo el
proceso de evolución.
 REPRODUCCIÓN SEXUAL
Origina variabilidad a través de:



Meiosis: cuando se forman las gametas se produce variabilidad en dos
momentos: en el crossing over durante el paquinema de la profase I y en la
distribución al azar de los cromosomas homólogos durante la anafase I.
Fecundación: al unirse el óvulo y espermatozoide aportan cada uno 23
cromosomas y así se restablece el numero diploide (46 c) típico de la
especie.
Organismos diploides y heterocigosis: dos genes alelos codifican un
determinado carácter. Sin embargo uno de esos genes puede que no se
manifieste en el fenotipo, pero sí puede transmitirse a la generación siguiente
preservando la variabilidad genética.
 MUTACIONES
La mutación es el cambio repentino de un gen o conjunto de genes que modifica
el reservorio genético de una población. Las mutaciones carecen de finalidad, no
surgen en respuesta a una necesidad y el hecho de que resulten beneficiosas o
perjudiciales pare el individuo lo determina el ambiente.
Las mutaciones originan nuevos alelos y la meiosis y fecundación los mezclan así
surgen nuevas combinaciones genéticas. Luego la selección natural decide si las
variaciones producidas son aptas para dicho ambiente.
 FLUJO DE GENES
Es el ingreso o egreso de organismos que se reproduzcan (y de sus gametos) en
una población, provenientes de otra población.
338
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 DERIVA GÉNICA O DESPLAZAMIENTO GÉNICO
Son variaciones en las frecuencias de los genes alelos, que afectarán el patrimonio
genético, se producen por azar en poblaciones naturales y tienen un mayor efecto
mientras más pequeña sea la población.
Ej.: en una población pequeña en la que un gen esté representado por dos alelos y que uno de
ellos se encuentre en un solo individuo, si éste muere sin dejar descendencia el alelo se pierde y
cambia la frecuencia de alelos.
Este fenómeno evolutivo puede observarse en:
 Efecto fundador: cuando una parte de una población se desprende para
colonizar otra área geográfica, no tendrá todos los genes de la población original.
Los descendientes establecerán una nueva población con un reservorio génico
diferente al de la población original.
Este efecto puede darse en poblaciones con aislamiento geográfico, a mayor
número de barreras geográficas, mayor el efecto observado.
 Fenómeno de cuello de botella poblacional: se produce cuando un pequeño
número de individuos dan origen a una nueva población debido a que
sobrevivieron a algún efecto geológico o biológico. Se dice que la población pasa
por un cuello de botella genético.
Ej.: terremotos, incendios, diluvios, enfermedades (peste bubónica), etc.
339
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Los individuos que sobreviven no lo hacen porque tengan mejores genes, sino por
el hecho casual de la desaparición de otros.
 SELECCIÓN NATURAL
Es la fuerza evolutiva principal según la teoría sintética que explica en gran medida
el proceso de la evolución, tal como Darwin lo había postulado.
El individuo seleccionado posee un conjunto de caracteres que lo harán más
apto que otros para la sobrevivencia y reproducción, aquellos que sobreviven y
dejan descendencia transmiten el conjunto de variaciones heredables a las
generaciones sucesivas.
La selección natural actúa sobre el fenotipo u organismo individual pero la unidad
evolutiva es la población, ya que los individuos nacen y mueren pero es la población la
que tiene continuidad.
Según la genética de poblaciones la selección natural es la tasa de reproducción
diferencial de ciertos genotipos en una población.
La selección natural no causa el desarrollo de un organismo perfecto sino que
suprime a los individuos menos adaptados, permitiendo a los mejor adaptados
sobrevivir y dejar descendencia.
 La selección natural actúa sobre el equilibrio genético de las poblaciones, en
forma


Positiva: permite la continuidad de la línea evolutiva y fija los caracteres de
la población (ej: cuello largo en las jirafas).
Negativa: elimina la continuidad de una línea evolutiva por extinción de
genes (ej: cuello corto en las jirafas).
Aptitud o eficacia: es una medida de la capacidad que tiene un organismo,
debido a su genotipo, de competir con éxito y dejar descendencia.
TIPOS DE SELECCIÓN NATURAL
Selección estabilizadora: selecciona los grupos intermedios de las poblaciones
eliminando los fenotipos extremos. Ej.: peso del ser humano al nacer.
Selección disociadora o disruptiva o desorganizadora: incrementa los dos tipos
extremos de una población a expensas de las formas intermedias, produciendo
divergencia evolutiva.
340
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Ej.: los pinzones que de acuerdo a su forma de alimentación presentaban
diferentes formas de sus picos.
Otro ejemplo: las plantas que crecen en suelos que previamente estaban
contaminados con sales de metales pesados como plomo y cinc a causa de
operaciones de minería:

Los límites entre las áreas contaminadas y no contaminadas frecuentemente son muy marcados 
las plantas que crecen en suelos no contaminados son incapaces de sobrevivir en suelos
contaminados, las plantas de la misma especie que crecen en suelo contaminado son capaces de
sobrevivir en las áreas no contaminadas pero no pueden competir con las que ya estaban
creciendo allí.
Entonces: los dos fenotipos extremos han sido favorecidos a expensas de las formas intermedias,
dando como resultado el desarrollo de diferencias muy marcadas entre los dos grupos, durante los
50 años transcurridos desde que se interrumpieron las actividades mineras y las plantas comenzaron
a colonizar el área.
Selección direccional: selecciona un grupo extremo de una población dando
dirección al proceso evolutivo.
Ej.: polilla moteada o Biston betularia. Durante el siglo XIX eran de color claro, par tanto invisibles en
piedras o líquenes y prácticamente no había de color negro, pero al aumentar la industrialización,
desaparecieron las claras (ahora eran notorias sobre el hollín) y permanecieron las negras.
Selección dependiente de la frecuencia: en algunas situaciones este tipo de
selección actúa para disminuir la frecuencia de los fenotipos más comunes y para
incrementar la frecuencia de los menos comunes.
Ej.: las interacciones depredador-presa  muchos depredadores cazan un tipo particular de presa
más eficientemente. Si las víctimas difieren en el color, las de color más común serán atacadas
desproporcionadamente. Si los individuos de ese color se vuelven menos comunes, ahora los
depredadores dirigirán su atención a individuos de otros colores, que ahora serían los más
comunes. Entonces, la selección dependiente de la frecuencia puede ser un factor que mantenga
los polimorfismos en las poblaciones que son depredadas.
Selección sexual: muchas de las adaptaciones de los animales son el resultado
de una selección sexual, que adopta dos formas.

Intrasexual: es la competencia entre los miembros de un sexo para
aparearse con el sexo opuesto. Ejemplo: la competencia entre los machos
de los elefantes marinos para controlar un harem y entre los machos de los
salmones para aproximarse a los nidos donde depositaron los huevos.

Intersexual: los miembros de cada sexo ejercen fuertes presiones selectivas
sobre las características del sexo opuesto mediante la elección de sus
parejas. Ésta entra en juego en situaciones en las cuales un sexo, más a
menudo la hembra, hace una selección activa de su pareja. Según dijo
Darwin, es la explicación más probable de la evolución de la ornamentación
del macho, como la cola del pavo real.
341
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Ejemplo de selección natural en humanos: La anemia falciforme o drepanocítica.
La drepanocitosis es una enfermedad de la raza negra en la que los glóbulos rojos de la sangre adquieren formas
anómalas, son destruidos y dan lugar a la anemia.
Esto se produce porque la hemoglobina es distinta de la normal por un gen mutado. Cuando un individuo es
homocigota para ese rasgo (aa) la enfermedad es grave y la terapia médica poco puede hacer, los individuos mueren
jóvenes, entonces tienen menores posibilidades de reproducirse y de transmitir el gen anómalo, sin embargo la
frecuencia en que se halla sigue siendo alta en poblaciones que habitan África, ¿por qué?
La explicación se halló cuando se vio que la misma zona era endémica para el paludismo o malaria, esta es una
enfermedad infecciosa producida por un protozoario parásito que infecta los GR de los pacientes afectados. Los
individuos heterocigotos para el gen de la anemia drepanocítica (Aa), no presentan la enfermedad y son portadores,
pero adquieren resistencia al paludismo que los hace menos susceptibles a dicha enfermedad infecciosa.
Así los individuos heterocigotos para la drepanocitosis son seleccionados, tienen mayor sobrevivencia y capacidad
reproductiva y es el estado de heterocigosis el que favorece la alta frecuencia en la población del alelo para la
drepanocitosis.
EVOLUCIÓN DEL COMPORTAMIENTO SOCIAL
Comportamiento: puede definirse como el conjunto de mecanismos que exhibe un
organismo ante señales o estímulos del medio ambiente. Ej.: actividad en busca de
alimentos, cortejo para la procreación, etc.
Comportamiento social: es aquél que se observa entre los miembros de una
sociedad. Está sujeto a los mecanismos evolutivos ya vistos, es decir que los
factores que rigen la evolución orgánica, también rigen la evolución del
comportamiento.
Sociedad: es un conjunto de individuos de la misma especie que poseen
comportamiento social.
ETOLOGÍA es la ciencia que estudia el comportamiento adaptativo de los
organismos en ambientes naturales.
En estas sociedades se comprueba que sus miembros viven en forma organizada,
con mecanismos de comunicaciones, división del trabajo, sentido de cooperación
y una relación de dependencia entre ellos. La organización depende de las
sociedades en que se trate: las de insectos (hormigas y abejas) suelen ser más
rígidas que las de vertebrados, y las humanas son de muy alta complejidad.
 Los mecanismos que promueven el éxito de la reproducción han sido
seleccionados ya que mediante la misma es como se perpetúan los genes:
caracteres como tamaño corporal, colores y otros pueden dar ventajas en el éxito
reproductivo, pero comportamientos tales como el mayor cuidado en las crías
también producirá una mayor sobrevivencia de los descendientes.
342
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Tipos de comportamiento:
 Comportamiento altruista: es aquel mediante el cual a través de ciertas
conductas se beneficia a otros, antes que a uno mismo.
 Altruismo recíproco: se trata de una conducta que beneficia a otro, en la
esperanza de recibir una retribución.
MICRO Y MACROEVOLUCIÓN
 Microevolución: consiste en una alteración simple en las frecuencias de genes
de una misma especie, ocurren en un lapso corto y sus cambios dan variaciones
fenotípicas que se producen dentro de una misma especie. Los cambios no son
suficientes como para originar una nueva especie y por lo tanto sólo hay
diferencias entre poblaciones de la misma especie. Puede dar lugar a variedades,
razas y subespecies.
Ejemplo: razas caninas.
 Macroevolución: se produce cuando los cambios son suficientes como para
originar una nueva especie. Debe producirse el aislamiento reproductivo.
Ej.: son todas las formas de vida del planeta, derivadas de unas pocas formas de
vida originales más sencillas.
La microevolución puede verse también como una variabilidad intraespecífica.
La macroevolución se considera entonces como una variabilidad
interespecífica.
La MACROevolución es la que genera ESPECIACIÓN 
ESPECIACIÓN
Como resultado de una variación favorable al azar, en la próxima generación
habrá un mayor número de individuos con mejor adaptación y un aumento en la
frecuencia de genes alelos responsables.
Si esto se repite en sucesivas generaciones los tales genes alelos llegarán a
convertirse en exclusivos dentro de la población.
Si el reemplazo de genes alelos afectó una cantidad importante de genes
obtendremos una población con una constitución genética muy diferente a la
original y por consiguiente se habrá originado una nueva especie.
343
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La especiación es la formación de especies nuevas y se considera el resultado de la
macroevolución.
Especies: son poblaciones que poseen aislamiento
reproductivo, es decir que pueden cruzarse entre sí
y tener descendencia fértil y que no pueden o
suelen hacerlo con miembros de otros grupos. En
caso que suceda produce “híbridos”, que
generalmente son estériles.
Para que podamos definir
que se ha formado una
especie nueva es
necesario que haya
aislamiento reproductivo.
Esto indica que el reservorio génico de una especie no se mezcla con el reservorio
génico de otras especies.
MECANISMOS DE ESPECIACIÓN
 Geográfico o alopátrico: distinto lugar geográfico
Es el mecanismo más frecuente: una población puede quedar aislada de otras de
la misma especie, en otro hábitat o lugar geográfico, entonces en nuevas
condiciones se va modificando hasta que surge la nueva especie.
Las barreras geográficas pueden ser: islas, ríos, montañas, desiertos, glaciares.
 Simpátrico: no existen barreras geográficas.
Se puede producir en dos poblaciones qua ocupan el mismo lugar geográfico:
puede darse por hibridación, híbrido es aquel individuo cuyos padres son de
distintas especies lo que generalmente sucede en las plantas.
 En animales especies distintas pueden cruzarse dando origen a híbridos con
buena adaptación, pero los animales híbridos suelen ser estériles. Ej.: la mula, que
proviene de la cruza entre la yegua y el burro.
La primera cuenta con 64 cromosomas y el segundo 62, al unirse las gametas
producen la mula con 63 cromosomas donde el apareamiento durante la meiosis
no puede producirse normalmente.
 Mecanismos por los cuales se hallan aisladas reproductivamente las especies:
 Mecanismos precigóticos: impiden el apareamiento o la fecundación, es decir
actúan antes de la formación del huevo o cigoto.
a-) Aislamiento ecológico: porque viven en hábitat diferentes
344
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
b-) Aislamiento temporal o estacional: porque la época de celo es en distintas
estaciones y horas y las conductas son distintas para el apareamiento.
c-) Aislamiento etológico o sexual o conductual: porque no hay atracción sexual o
es muy débil.
d-) Aislamiento anatómico: por el tamaño de los genitales.
e-) Aislamiento gamético: no hay atracción (reconocimiento y adhesión) de
gametas, explicado por la especificidad de ligandos y receptores.
 Mecanismos postcigóticos: como operan luego de la fecundación, permiten el
apareamiento.
a-) Inviabilidad de los híbridos: los híbridos no se desarrollan o no maduran
sexualmente bien.
b-) Esterilidad de los híbridos: no producen gametas fértiles.
PATRÓN DE CAMBIO EVOLUTIVO
 Evolución Filética: El cambio evolutivo ocurre dentro de una misma especie que
con el tiempo da descendientes distintos a los antecesores, es decir se da en un
mismo linaje de organismos.
Se puede definir como una versión en gran escala de la microevolución, como
una transformación de una especie entera dentro de otra.
Si se encuentra bajo la presión de una selección direccional, una especie acumula
cambios graduales hasta que con el tiempo es tan diferente de sus antecesoras
que puede considerarse una nueva especie:
Especie original  a través del tiempo  especie modificada
Se observan cambios graduales en el patrimonio genético de sucesivas
generaciones en el mismo linaje. Ejemplo el caballo primitivo (periodo terciario) al
caballo actual.
345
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Cladogénesis: se refiere a la “formación de
ramas” o partición de linajes. Dos o más especies
se han originado de un antepasado común o de
una especie parental.
Generalmente las distintas especies comparten
el mismo hábitat. Por ejemplo: el proceso en que
pequeñas poblaciones se separan de la
población original, como las hojas del género
Cassia, o lo que ocurrió con los pinzones de
Darwin por las modificaciones de su pico.
Siguen siendo del mismo género, pero cambia
de especie.
 Radiación adaptativa: es una diversificación
brusca (en un lapso corto de tiempo) de gran
cantidad de especies a partir de un tronco común (puede verse como el resultado
de la macroevolución). Todas estas múltiples formas van ocupando hábitat y
nichos ecológicos (función ecológica) diferentes.
Ej.: mamíferos placentarios a partir de un ancestro común se diversificaron en:
murciélagos voladores, gacelas corredoras, topos excavadores, ballenas
nadadoras, monos arborícolas.
Cuando los dinosaurios se extinguieron, los mamíferos similarmente hicieron una
súbita aparición en la escena evolutiva.
Es la evolución a partir de una sola forma ancestral, cada variedad adaptada a
un hábitat y nicho ecológico distinto.
 EVOLUCIÓN DIVERGENTE
Una parte de la población se aísla del resto de la especie y por presiones selectivas
particulares sigue un curso evolutivo diferente.
Ejemplo: el oso pardo habitante del hemisferio norte durante una glaciación se
separó del grupo principal y bajo el ambiente hostil dio lugar a la aparición del oso
polar: color blanco, carnívoro, se alimenta de focas; cabeza y hombros más
aerodinámicos, con cerdas rígidas que cubren las plantas de sus pies asegurando
aislamiento y tracción sobre el hielo resbaloso.
346
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 EVOLUCIÓN CONVERGENTE
Es el fenómeno opuesto al anterior: dos o más grupos de organismos poco
relacionados, pueden adquirir similitudes estructurales y/o comportamentales al
adaptarse a un mismo ambiente.
Ejemplo: familias de plantas que invadieron los desiertos en distintas partes del
mundo, en todas se observan tallos carnosos grandes para la reserva de agua y
espinas protectoras, pero las flores diferentes indican un origen evolutivo
ampliamente separado.
CONLUSIÓN
El registro fósil revela cuatro componentes del cambio evolutivo:
1) Cambio filético: cambio gradual dentro de un linaje individual a lo largo del
tiempo.
2) Cladogénesis: cambio evolutivo producido por la bifurcación de poblaciones
unas respecto de otras para formar especies nuevas.
3) Radiación adaptativa: formación rápida de muchas especies nuevas a partir de
un solo grupo ancestral, para llenar una nueva zona ecológica.
4) Extinción: desaparición completa de una especie.
Según la teoría sintética la macroevolución se considera como el producto de una
combinación de estos patrones.
El registro fósil muestra una tasa de extinción lenta, continua, interrumpida
periódicamente por desapariciones masivas, que implican a enormes números de
especies.
Los gradualistas aceptan que la evolución fue lenta y gradual, y las piezas que
faltan en el registro fósil “no han sido encontradas aún”.
Pero luego de la muerte de Darwin, se descubrieron muchos otros fósiles y se han
encontrado menos ejemplos de cambio gradual que lo esperado. Hasta hace
poco la discrepancia entre el modelo de cambio filético lento y la pobre
documentación de este cambio se atribuía a la imperfección del propio registro
fósil.
 En 1972 dos científicos jóvenes Eldrege y Gould propusieron la idea de que tal
vez el registro fósil no es imperfecto. Argumentaron que los largos periodos sin
cambio interrumpidos por lagunas no son imperfecciones del registro si no que son
347
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
el registro, la evidencia de lo que realmente sucede. Explicaron de qué manera
una especie nueva, podía hacer una especiación tan repentina a través de la
especiación alopátrica.
Entonces, los paleontólogos han presentado evidencia de un patrón adicional de
macroevolución conocido como:
EQUILIBRIO INTERMITENTE O SALTACIONISMO
Según esta teoría, nuevas especies se forman durante explosiones de
especificación rápida entre pequeñas poblaciones periféricas, las nuevas especies
compiten con éxito con muchas de las especies existentes que se extinguen. Estas
nuevas especies persisten por períodos prolongados con poco cambio y luego a
su vez se extinguen abruptamente.
 Es decir que hay períodos de tranquilidad evolutiva, seguidos de bruscos
procesos de especiación o podemos decir “cambios rápidos en períodos cortos
y largos periodos sin cambios”
Entonces, según esta teoría no es que falten piezas en el registro fósil, sino que las
formas intermedias realmente no existieron o existieron en períodos muy breves que
imposibilitaron su fosilización.
 Es un modelo complementario al cambio filético de Darwin.
SELECCIÓN ARTIFICIAL
La selección artificial es la que realiza la mano del hombre y, a diferencia de la
selección natural, busca desarrollar alguna característica en particular de alguna
especie, en última instancia siempre en beneficio del hombre. Por ej.: agresividad
de una raza de perro, la variedad en el colorido del pelaje del visón, etc. Así es
posible proceder a la cría selectiva de plantas y animales.
En cambio, la selección natural selecciona a todo el individuo y no una
característica en especial.
EVOLUCIÓN DEL HOMBRE
El hombre es un mamífero cuya historia evolutiva se remite a la era cenozoica,
hace 65 millones de años, cuando surgen los primates, que surgieron de un grupo
de pequeños mamíferos de vida arborícola.
348
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Hace 3 millones de años los bosques tropicales desaparecieron y fueron
reemplazados por praderas y pastizales secos, se extinguieron muchas especies,
algunos monos antropoides emigraron a la sabana africana y se debieron adaptar
a la vida terrestre.
Así comenzó un proceso denominado HOMINIZACIÓN:








Adquisición del hábito bípedo.
La postura erecta.
Los miembros anteriores libres permitieron la aprehensión y poder lanzar
objetos y así defenderse.
Las manos libres evolucionaron para la construcción y empleo de
herramientas.
Aumento de la estatura.
Mayor masa encefálica.
Los caninos disminuyeron ya que usaban las manos para desgarrar
parcialmente los alimentos.
El calor de la sabana africana y las actividades de caza le hicieron perder el
vello corporal y desarrollar las glándulas sudoríparas.
Especialmente se desarrolló el cerebro y la adquisición de nuevas estrategias de
supervivencia con relación a la caza y recolección de vegetales.
HOMÍNIDOS: el primero del cual se tienen registros es el Australopitecus africano o
Mono austral.
HOMO: el primer eslabón fue el Homo habilis, cuyos huesos fueron encontrados
junto a instrumentos de piedra.
La migración hacia Asia y Europa se produjo hace más de un millón y medio de
años, así se descubrió el nuevo eslabón: Homo
erectus, cuya posición era definitivamente
erguida.
Hace 300.000 años aparece el Homo sapiens, ya
con todas las características como para ser
clasificado dentro de nuestra especie. Incluye
dos sub-especies:


Hombre de Neandhertal u Homo sapiens
neanderthalensis.
Hombre de Cro-Magnon u Horno sapiens
sapiens  es el primer representante del
hombre actual.
349
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Las siguientes características son las que nos han permitido sobrevivir, en este
proceso evolutivo:
1) Esqueleto erguido
2) Manos hábiles
3) Cerebro complejo
4) Visión tridimensional en colores
5) Especialización de la dentadura
6) Adaptación a los climas
De acuerdo al sistema binomial, al hombre se lo designa: Homo sapiens (subespecie: sapiens). Esta clasificación indica que:






El hombre es un animal vertebrado con 4 extremidades.
Mamífero: produce leche con la cual alimenta su prole.
Del orden de los Primates: arborícolas y sus descendientes.
Homínidos: bipedestación erecta visión de colores.
Homo: posee lenguaje, prole inmadura, cráneo grande.
Sapiens: menor pelo corporal, frente y mentón característicos.
Con el hombre de Cro-Magnon comienza el proceso de HUMANIZACIÓN, ya que
se observan las primeras manifestaciones culturales.
 Por lo tanto podemos decir que en la evolución del hombre se distinguen dos
aspectos:
1) Hominización: es la evolución biológica solamente, es decir sólo incluye los
cambios anatómicos y funcionales.
2) Humanización: es la evolución biológica, social y cultural del hombre.
Dentro de la evolución cultural, se incluye:
 La revolución agrícola
 La revolución industrial
 La revolución energética
El hombre es el único ser vivo que emplea un lenguaje articulado, posee
inteligencia y es hacedor de cultura. La cultura es el medio más adecuado que
emplea el ser humano para adaptarse a su ambiente.
350
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
ECOLOGÍA
Es el estudio de los organismos en su hábitat, es decir, de los ecosistemas. Estudia la
totalidad del patrimonio natural de la Tierra, analizando los organismos, su
ambiente y las interrelaciones que se establecen.
CONCEPTOS BÁSICOS
 Individuo: organismo, indivisible e irrepetible. Tiene vida propia. Incorpora
materia y energía.
 Especie: grupo de seres vivos que presentan características parecidas y que
tienen capacidad de reproducirse y dar una descendencia fértil.
 Población: Conjunto de individuos de la MISMA especie: relación genética
(se reproducen).
o CONCEPTOS:
 Densidad poblacional: número de individuos por unidad de
área o volumen. Es una cantidad indicativa del mayor o menor
éxito de una población.
 Crecimiento poblacional: análisis del número de individuos en
relación al tiempo transcurrido. Se pueden confeccionar las
curvas de crecimiento: generalmente de forma sigmoide.
 Tasa de crecimiento: cantidad de individuos nuevos por
unidad de tiempo.
o Su aumento depende de: tasa de natalidad y tasa
de inmigración.
o Su disminución depende de: tasa de mortalidad y
tasa de emigración.
 Capacidad de carga: cantidad de individuos que el ambiente
puede mantener.
o PROPIEDADES DE LAS POBLACIONES:
 Natalidad
 Potencial: natalidad producida en condiciones ideales.
 Real o ecológica: natalidad en condiciones concretas en
un periodo de tiempo.
 Mortalidad
 Potencial: pérdidas en condiciones ideales (únicamente
por envejecimiento).
 Real o ecológica: pérdida de individuos considerando
todas las causas reales.
351
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros





Migración: desplazamiento de seres vivos de un hábitat a otro
siempre y cuando regresen.
Emigración: abandono de la población de origen para no
volver.
Inmigración: ingresar a un biotopo y no abandonarlo.
Distribución espacial: forma de ocupar el espacio.
Pirámide poblacional  estructura poblacional según sexo y
edad. Existen distintas configuraciones posibles: forma piramidal
(como en países subdesarrollados), forma de ataúd o bala de
cañón (es más homogénea como en países desarrollados), etc.
 Comunidad biótica, biológica o biocenosis: Conjunto de poblaciones
(DISTINTAS especies): relación ecológica (no se reproducen). Representa el
componente biótico de los ecosistemas. Hay distintos tipos de relaciones
ecológicas*(ver más adelante)
o Tipos
 Acuática: seres vivos que viven dentro del agua o sobre el agua
en contacto con el aire. Ej: en mares, océanos, estuarios,
lagunas, lagos, arroyos, ríos.
 Terrestre: seres vivos que viven dentro del suelo o sobre el suelo
en contacto con el aire.
Taxonomía: es la clasificación
biológica de los organismos y
representa un sistema jerárquico que
consiste en grupos dentro de otros
grupos. Para designar a un organismo
se emplea el sistema binomial (ideado
por Linné) donde constan género y
especie.
Ej.: la planta de maíz se denomina Zea
mays (el primero es el género y el
segundo la especie).
 Sociedades: agrupaciones de
organismos que interactúan
modificando mutuamente su
comportamiento.
 Ecosistema: UNIDAD ECOLÓGICA
FUNDAMENTAL. Es la suma de la
comunidad o biocenosis (componente biótico) y el espacio físico
(componente abiótico o biotopo). Ambos deben estar en equilibrio.
o Factores bióticos: la parte viva: son moneras, protistas, hongos,
vegetales y animales. Pueden ser: autótrofos o productores,
consumidores, y detritíveros o descomponedores.
o Factores abióticos: espacio físico o parte inerte donde habitan.
 Físicos: temperatura, presión, luz.
 Químicos: agua, aire, tierra, más las sustancias orgánicas e
inorgánicas.
o Tipos de ecosistema
 Natural: océano, desierto, selva, bosque, etc.
352
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Artificializado: centros urbanos, espacios parquizados, campos
de cultivo, lagos artificiales.
o Si el ecosistema es muy grande y además predomina una forma de
vegetación, se forma un BIOMA: unidad ecológica máxima. Los tipos
dependen de: clima y precipitaciones (número de precipitaciones
anuales). Ej: Selva, Bosque, Sabana o Pradera tropical, Océanos.
o Los ecosistemas evolucionan  se denomina “SUCESIÓN” y está
determinada por factores como cambios climáticos, invasión de
organismos ajenos al ecosistema, etc. La sucesión ecológica es una
serie de cambios progresivos en las especies que componen una
comunidad a lo largo del tiempo. Existen 2 tipos de sucesión:
 Primaria: la comunidad biótica se forma o inicia a partir de un
nuevo medio físico, por ejemplo, la formación de un lago a
partir de un glaciar, que dará lugar a un nuevo ecosistema.
 Secundaria: la comunidad biótica es totalmente eliminada y
reemplazada por otra, luego de una perturbación, por ejemplo
un incendio, inundación, enfermedad, tala de bosques, cultivo,
etc. Puede llevar cientos de años.

 Biósfera: la suma de todos los ecosistemas. Parte de la Tierra ocupada por los
seres vivos
 2 conceptos más:
o HÁBITAT: ubicación o “domicilio” de cada animal. Puede ser tan
grande como un océano o tan pequeño como el instestino de un
animal donde habita un microorganismo, debajo de una piedra, etc.
o NICHO ECOLÓGICO: papel funcional que representa un animal en la
comunidad, forma de vida única y particular de cada especie. Por
ejemplo, existen los polinizadores, depredadores, carroñeros,
descomponedores, distribuidores, y muchos más. Surge de la
combinación de:
 Hábitat donde se habita.
 Estrategia de adaptación de cada especie.
353
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Ejemplo: Hiena:
 Hábitat: vive en la sabana africana
 Nicho: es depredador y carroñero
 *RELACIONES ECOLÓGICAS
 INTRAESPECÍFICAS (entre individuos de la misma especie)
o Aislamiento y territorialidad: Los integrantes de una polación se
separan ocupando cada uno un territorio distinto. Ej: los escorpiones
machos que evitan ser devorados por las hembras. Solamente se
juntan para la cópula. Lo mismo la viuda negra y la mantis religiosa.
o Familia:
 Monógama: una pareja de reproductores y su prole
 Polígama: un individuo de un sexo y varios del otro.
 Poligínica: 1 macho y varias hembras.
 Poliándrica: 1 hembra y varios machos.
o Agrupaciones  tendencia a agruparse en masa: “gregarismo”
 Temporales. Ej: golondrinas cuando migran
 Permanentes. Ej: hormigas/abejas formando colonias
 INTERESPECÍFICAS (entre individuos de distinta especie).
o Neutralismo: indiferencia. Ej: león y flor.
o Competencia: cuando 2 especies distintas conviven en un mismo
hábitat y tenen necesitades parecidas o emplean el mismo recurso que puede ser limitado- surge la competencia. Es decir, cuando 2
nichos ecológicos se superponen. El resultado puede ser:
 Exclusión competitiva o Principio de Gause: la especie menos
fuerte se extingue (lucha hasta morir). Ej: el hombre de
Neanderthal se extinguió cuando apareció en la escena
evolutiva el hombre de Cromagnon ya que este último tenia
mayor capacidad para fabricar herramientas y era más eficaz
en la búsqueda del alimento.
354
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Otro ejemplo famoso del principio de exclusión competitiva se muestra en la
imagen siguiente, que muestra dos tipos de microorganismos unicelulares,
Paramecium aurelia y Paramecium caudatum. Cuando se les cultiva de
manera individual en un laboratorio, ambas especies prosperan. Pero cuando
se cultivan en el mismo tubo de ensayo (hábitat) con una cantidad fija de
nutrientes, el crecimiento de ambos es pobre y finalmente P. aurelia supera a
P. caudatum en la competencia por alimento, lo que provoca la extinción de
este último.

Desplazamiento de nicho ecológico: la especie menos fuerte
cambia de nicho (se rinde y se va). Ejemplo: los pinzones de las
islas Galápagos que gracias a la adaptación del pico, unos
comen lombrices, otros insectos, otros peces, etc.
o Depredación: Predador (animal) y presa (animal o vegetal). Ej: León y
cebra.
o Simbiosis: interacción íntima y prolongada.

FACULTATIVA O CASUAL: no se necesitan para vivir. Por ejemplo, las
hormigas que viven en un árbol pueden protegerlo contra algún
organismo que quiera comérselo y, al mismo tiempo, el árbol ofrece un
hogar seguro para las hormigas.

OBLIGADA: al menos uno necesita de la asociación para sobrevivir. Tipos:
 Parasitismo: uno se beneficia, el otro se perjudica. Ejemplo:
trypanosoma cruzi y hombre (endoparasitismo). Piojos y hombre
(ectoparasitismo).
 Mutualismo: se benefician los dos. Ej: líquenes (alga-hongo). Muchas
raíces de árboles aprovechan el poder de absorción de un hongo
para obtener los nutrientes que necesita la planta, que a su vez
produce las sustancias que necesitan los hongos para desarrollarse.
355
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Otro ejemplo son bacterias de la flora, que habitan en el instestino
humano y colaboran en la formación de vitamina K.
 Comensalismo: uno se beneficia, el otro es indiferente. Ejemplo clásico:
rémora y tiburón: la rémora ha desarrollado, en el lugar donde se sitúa
la primera aleta dorsal, una potente ventosa con la que se adhiere al
vientre de los tiburones, proporcionándole restos de alimento y
protección. El tiburón no es beneficiado ni perjudicado.
o Protocooperación: ambos se benefician, pero a diferencia del mutualismo,
no se necesitan para vivir. Ej: pájaros que desparasitan a grandes
mamíferos.
o Antibiosis o Amensalismo: Una especie daña o inhibe a otra pero no hay
asociación como en el parasitismo. Una se perjudica, la otra es indiferente.
Ej: Hongo Penicillium y bacterias: este hongo produce una sustancia
denominada penicilina que impide el crecimiento de las bacterias.
(Fleming lo descubre por error en 1928, dando paso a la era de los
antibióticos para tratar enfermedades infecciosas).
o Alelopatía: tipo particular de amensalismo entre vegetales. Ejemplo:
Eucalipto (Eucalyptus globulus) y sus competidores: el eucalipto segrega
ciertas sustancias que afectan e impiden el crecimiento de todas las
plantas que estén a su alrededor.
o Tanatocresis: uno emplea elementos de otro (secreciones, restos del
cuerpo, excrementos) pero no para alimentarse, sino para otro fin, como
por ej. defenderse. Ej: el cangrejo ermitaño se aloja en los caparazones de
moluscos muertos y así se protege de los depredadores. El pinzón de las
Galápagos emplea espinas de cactus para capturar los insectos que se
ocultan en la corteza de los árboles.
o Foresia: uno utiliza a otro como medio de transporte. Ej: animales voladores
actúan como vehículo de múltiples animales pequeños como ácaros,
nematodos, etc. La rémora y el tiburón también son un ejemplo de foresia.
Ejemplo en medicina: El plasmodium es un protozoo agente causal de la malaria
o paludismo en el hombre, y es transportado por el mosquito anópheles hembra
(vector de la enfermedad). Las relaciones ecológicas son:
 Plasmodium y hombre: endo-parasitismo.
 Plasmodium y mosquito: comensalismo y foresia.
 Mosquito y hombre: ecto-parasitismo.
356
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
ENERGÍA Y MATERIA EN UN ECOSISTEMA
ENERGÍA
Capacidad para efectuar trabajo: le permite a los seres vivos desarrollar todas sus
actividades.
Las transformaciones energéticas son estudiadas por la TERMODINÁMICA
1era Ley de la termodinámica: “La energía no se crea ni se destruye, sólo se
transforma de un tipo a otro”. La principal fuente de energía de todos los seres
vivos es el SOL. Esta energía que le llega a los ecosistemas, es utilizada por los
autótrofos (productores, son los vegetales) para producir su propio alimento
durante la FOTOSÍNTESIS y de esta forma convertida en energía química contenida
en los enlaces químicos de las nuevas moléculas formadas. Luego esta energía es
tomada por los heterótrofos: consumidor 1ario, luego por un consumidor 2ario, y así
siguiendo la cadena alimentaria, la energía va FLUYENDO de ser vivo a ser vivo y
liberándose de nuevo al ambiente en forma de calor.
CADENA TRÓFICA:
1- Productores  autótrofos, son las plantas.
2- Consumidor primario/de 1er orden: herbívoro
3- Consumidor secundario/de 2do orden: carnívoro que se alimenta de
herbívoro. Es el depredador primario.
4- Consumidor terciario/de 3er orden: carnívoro que se alimenta de carnívoro.
Es el depredador secundario.
5- Omnívoro: HOMBRE
357
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 De los desechos (y cuerpos muertos) de todos ellos, se alimentan los
descomponedores o detritíveros. Degradan la materia orgánica a
inorgánica, que se incorpora al suelo y luego es utilizada por los productores
para retrasnformarla en orgánica (fotosíntesis) y reiniciar los ciclos
biogeoquímicos.
También se puede hablar de “RED TRÓFICA”: red de cadenas tróficas
interconectadas entre sí.
LA ENERGÍA NO CUMPLE UN CICLO, ES UNIDIRECCIONAL  “flujo de energía”
2da Ley de la termodinámica: “los sistemas naturales tienden espontáneamente al
desorden, es decir, a la ENTROPÍA”. Para evitar el aumento de la entropía y lograr
el orden, los seres vivos necesitan energía. En las transformaciones que sufre la
energía para producir trabajo, parte de esa energía se aprovecha (energía libre o
útil) pero parte se pierde y se libera como calor (energía calórica).
ENTALPÍA: es la energía total de un sistema: la útil más la que se pierde como calor.
MATERIA
La materia sí cumple CICLOS. Son los ciclos biogeoquímicos. Estudian la
recirculación de los bioelementos (C, H, O y N) entre lo abiótico y lo biótico en un
ecosistema
Ciclos:
 Del agua
358
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Del carbono:
(C6H12O6)
(O2)
(CO2)
(H2O)
 Del nitrógeno:
❺ desnitrificación
❹
❶ fijación
❷
❸
359
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
HOMEOSTASIS
Es la tendencia de todo ser vivo al equilibrio del medio interno. Es una
autorregulación que lleva a que siempre que una variable aumente o disminuya
en el cuerpo, éste tiende a devolverla a su estado original o basal. Ej: la
temperatura. Regulación de la temperatura:
Clasificación de animales:
 Según su regulación de la T°:
o Homeotermos: mantienen la T° corporal constante: mamíferos
(hombre) y aves
o Poiquilotermos: varían su T° corporal según la del ambiente: peces,
reptiles, anfibios e invertebrados.
 Según la fuente de calor:
o Ectotermos: la T° externa del ambiente los influye.
o Endotermos: se regulan internamente  el hombre. Nosotros contamos
con un “termostato” que determina la T° corporal y la busca mantener
constante activando mecanismos neuroendócrinos: es el hipotálamo
del SNC.
 Termorregulación:
o Por comportamiento: pasar del sol a la sombra
o Fisiológica: activación de mecanismos internos. Ej: sudor.

Mecanismos regulatorios u homeostáticos
o Feedback positivo: algo que aumenta estimula para que siga
aumentando. Llevaría a un desequilibrio.
o Feedback negativo: algo que aumenta estimula para que comience
a disminuir. Es el más común, lleva al equilibrio.
 Veremos mejor este tema en Sistema Endrócrino
CONTAMINACIÓN
Presencia de sustancias tóxicas (noxas) en agua, tierra o aire que se acumulan y
que al ecosistema le cuesta eliminar, trayendo como consecuencia efectos
nocivos para los seres vivos.

Efecto invernadero: es un proceso natural que mantiene la temperatura en
el planeta Tierra. Los gases del efecto invernadero (CO2, halocarbonos,
360
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
metano, óxido nitroso), componentes naturales de la atmósfera, retienen
parte del calor solar manteniendo una temperatura apta para la vida. Estos
gases permiten que pasen los rayos solares hasta la superficie de la Tierra,
pero luego no dejan que el calor irradiado por la corteza se libere
nuevamente. El incremento del CO2 por la industrialización, la quema de
combustibles fósiles, etc, es preocupante ya que esto lleva a un aumento de
la temperatura global, fenómeno llamado Calentamiento Global.

Lluvia ácida: Se llama lluvia ácida a la que se forma cuando la humedad
(agua) del aire se combina con óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre o
trióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas, calderas de
calefacción y vehículos que queman carbón o productos derivados del
petróleo que contengan azufre. En interacción con el agua de la lluvia, estos
gases forman ácido nítrico, ácido sulfuroso y ácido sulfúrico. Finalmente,
estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a las
precipitaciones, constituyendo la lluvia ácida. Esto acidifica el pH del agua,
alterando las condiciones de vida de las especies acuáticas, y sobre la tierra
alteran la fisiología vegetal llevando a la muerte a las plantas.

Ozono: Este gas forma una capa en la estratósfera de 30km de espesor que
protege a la superficie terrestre de los rayos ultravioleta del sol. La exposición
a estos rayos aumenta los riesgos de contraer cáncer de piel y es una
amenaza para la estabilidad de la vida animal y vegetal. Los
clorofluorocarbonados (CFC) que se utilizan en aerosoles, fabricación de
espumas plásticas, aires acondicionados, etc, y los halones que se emplean
en extintores de incendio, son sustancias químicas que aceleran la
descompocion del O3.

Eutrofización: eutrofizado es aquel ecosistema o ambiente caracterizado por
una abundancia anormalmente alta de nutrientes (procedentes de
actividades humanas), sobre todo N y P, de forma que se produce una
proliferación descontrolada de algas fitoplanctónicas. En general en aguas
dulces de lagos y embalses.
361
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
BIOLOGÍA DE LA NUTRICIÓN
El ser humano, como heterótrofo que es, debe incorporar energía y nutrientes
orgánicos, vitaminas, minerales y líquidos, siendo la vía de entrada el aparato
digestivo.
Los compuestos orgánicos deben ser degradados en sus constituyentes menores,
fenómeno conocido como DIGESTIÓN, luego pasar al torrente sanguíneo lo que
constituye la ABSORCIÓN. De esta manera pueden llegar estos constituyentes a
todas las células del cuerpo.
Estas moléculas serán útiles:
 Como fuente de energía.
 Porque suministran elementos químicos esenciales: Ca, N, Fe.
 Porque pueden ser ciertos aminoácidos, ácidos grasos y vitaminas que las
células necesitan pero no pueden sintetizar.
Entonces digestión y absorción son las dos funciones fundamentales del aparato
gastrointestinal. Para ello debe producir sustancias (principalmente enzimas) y
liberarlas fuera de la célula, fenómeno conocido como secreción, y debe producir
movimientos tanto de traslación del alimento, como de mezcla.
El aparato digestivo consta de:
1. Tubo digestivo: es un tubo largo y
tortuoso que se extiende desde la
boca hasta el ano. Comienza en la
cavidad oral e incluye: boca, faringe,
esófago,
estómago,
intestino
delgado, intestino grueso y el ano. Si
bien cada una de estas áreas está
especializada
para
una
fase
particular del proceso de digestión, la
estructura histológica de cada una es
similar.
2. Glándulas anexas: son las glándulas
salivales, el páncreas, el hígado y la
vesícula biliar. Son órganos accesorios
que proporcionan las enzimas y otras
sustancias
esenciales
para
la
digestión, todas poseen un conducto
que desemboca en alguna parte del
tubo digestivo.
362
TUBO
DIGESTIVO
GLÁNDULAS
ANEXAS
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
CONSTITUCIÓN HISTOLÓGICA GENERAL DE LOS ÓRGANOS DEL TUBO DIGESTIVO
Este tubo desde el comienzo al final posee cuatro túnicas o
capas que desde la luz* hacia el interior del organismo son:
* “Luz” se
denomina al sitio
desde donde viaja
el alimento, y es
la extensión de la
luz de la boca
1) La mucosa: está constituida por (de adentro hacia
afuera):
 Tejido epitelial: formado por células epiteliales que
gracias a sus complejos de unión (unión estrecha,
intermedia, desmosoma y nexus) cierran la luz del órgano y dependiendo
del órgano sirve de protección, absorción, secreción, digestión. En algunos
órganos tiene especializaciones para aumentar la superficie de absorción,
como las microvellosidades.
 Lámina basal: que separa el epitelio del tejido conectivo subyacente.
 Tejido conectivo: es de tipo laxo y se denomina “lámina propia” o “corion”.
Formado por células dispersas en abundante matriz extracelular que nutre,
defiende, conecta. Según el órgano puede contener o no glándulas.
 En algunos sectores existe una cubierta externa delgada de músculo liso,
denominada muscular de la mucosa. Produce movimientos principalmente
de mezcla, y puede ser discontinua.
2) La submucosa: constituida por tejido conectivo
denso con vasos sanguíneos de mayor calibre, células
del sistema inmune y sistema nervioso propio.
Sistema nervioso propio
significa que el tubo digestivo
posee un sistema nervioso
entérico que promueve los
movimientos y la secreción.
3)La capa muscular externa: formada por tejido muscular liso en distintas
direcciones, que produce los movimientos del aparato gastrointestinal.
4) La adventicia o serosa: los órganos tienen
una cubierta externa de tejido conectivo
(adventicia) o una lámina epitelial especial
denominada serosa que en el abdomen es el
“peritoneo”.
Capas del tubo digestivo 

El epitelio del tubo digestivo contiene muchas células caliciformes, cuya
función es secretar moco, y en algunas partes del intestino hay glándulas
que secretan enzimas digestivas.
363
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros

La muscular externa está constituida por dos capas de músculo liso: una
interna cuyos fascículos poseen orientación circular o anular, y una externa,
en la cual el músculo se dispone longitudinalmente. Las contracciones
coordinadas de estos músculos producen constricciones anulares que
mezclan el alimento, al igual que los movimientos ondulatorios o peristálticos
que mueven el alimento a lo largo del tubo digestivo.

En varios puntos la capa muscular circular se engrosa formando bandas
anchas llamadas esfínteres. Éstos, relajándose o contrayéndose, actúan
como válvulas que controlan el paso del alimento de un área a otra del
tubo digestivo.
BOCA O CAVIDAD ORAL
En ella ocurre el procesamiento inicial. La toma e ingestión de los alimentos.
Comienza la fragmentación mecánica o desmenuzamiento del alimento
mediante la masticación.
La boca contiene:
 un aparato masticatorio: dentadura, músculos esqueléticos, saliva y lengua.
 un sistema secretor: glándulas salivales menores.
Dientes: están adaptados para romper y triturar alimento, se clasifican en incisivos
(cortan), caninos (desgarran), premolares y molares (trituran).
Lengua: permite mover y manipular el alimento en los mamíferos y aloja las papilas
gustativas.
Saliva: es una secreción acuosa producida por tres pares de glándulas salivales (o
“mayores”) ubicadas en la cara, y glándulas bucales (o “menores”) que se ubican
en el tapiz mucoso de la boca. Permite humedecer el alimento durante la
masticación. La saliva contiene moco, que lubrica el alimento para que pueda ser
tragado con facilidad, es ligeramente alcalina por la presencia de bicarbonato de
sodio.
 La saliva contiene una enzima digestiva llamada amilasa salival o ptialina,
que comienza la fragmentación de los almidones. Al igual que todas las enzimas
digestivas, la amilasa actúa por hidrólisis.
La secreción de la saliva es controlada por el SNA, puede ser iniciada por la
presencia de alimento en la boca, por el simple olfato o la anticipación del
alimento.
 El miedo inhibe la salivación, por eso en ocasiones de peligro o estrés la boca se
seca tanto que es difícil hablar. Por el contrario la presencia de una sustancia
nociva en la boca estimula la producción copiosa de saliva acuosa como
reacción protectora.
En promedio se producen entre 1 y 1,5 litros de saliva por día.
364
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Al finalizar la etapa oral de la digestión se forma el bolo alimenticio, que ingresa por
deglución a la faringe y esófago
FARINGE: impulsa el alimento conjuntamente con la laringe hacía el esófago, lo
que se denomina deglución.
ESÓFAGO: es un tubo muscular de aproximadamente 25 cm. de largo en los seres
humanos adultos. Su parte superior está formada por músculo estriado y la parte
inferior por músculo liso. Comienza en el cuello y sigue en el tórax, luego pasa a
través del músculo diafragma (que separa las cavidades torácica y abdominal) y
continúa unos centímetros en el abdomen antes de desembocar en el estómago,
que ya como los órganos digestivos restantes se encuentra en el abdomen.
 El esófago es un órgano de “transporte” del alimento, en él no ocurre ninguna
reacción ni cambio en la conformación del bolo alimenticio.
La cavidad abdominal está completamente tapizada por el peritoneo  capa delgada de tejido
conectivo cubierto por un epitelio húmedo. El estómago, los intestinos y otros órganos de la
cavidad abdominal están suspendidos por pliegues del peritoneo conocidos como mesenterios:
son capas dobles de tejido con vasos sanguíneos, vasos linfáticos y nervios entre las dos capas.
La deglución es el pasaje del alimento al esófago y de éste al estómago,
comienza con una acción voluntaria pero una vez iniciada, continúa de modo
involuntario.
Tanto los líquidos como los sólidos son impulsados a lo largo del esófago por los
movimientos peristálticos  Esta acción conduce el bolo alimenticio a través del
esófago hacia el estómago.
ESTÓMAGO
Es una bolsa muscular flexible, con forma de “J”, ubicada en  El estómago humano
completamente
abdomen, y que a
distendido puede
menos
que
se
contener entre 2 y 4
encuentre totalmente
litros de alimento.
distendida,
forma
pliegues.
La capa mucosa del estómago es muy
gruesa y contiene numerosas criptas
gástricas, que se encuentran tapizadas por
el moco (mucus protector) que secretan
las células epiteliales que cubren la
superficie del órgano.
365
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El estómago posee dos esfínteres:
 El Cardias o Esfínter Esofágico Inferior: punto que separa esófago de
estómago.
 El Píloro: esfínter que separa estómago de la primer porción del intestino
delgado.
El estómago se encuentra bajo la influencia del SNA y del sistema endócrino.
En las porciones inferiores de las criptas gástricas se abren las glándulas gástricas,
cuyas paredes contienen:

Células PARIETALES: producen HCI, importante para acidificar el medio
gástrico lo que es necesario para la actividad enzimática.
o Mata a la mayoría de las bacterias y otras células vivas existentes en el
alimento digerido.
o Libera a los componentes rígidos, fibrosos de los tejidos vegetales y
animales y erosiona la sustancia cementante entre las células.
o Inicia la conversión del pepsinógeno a la pepsina (quien una vez
formada actúa sobre otras moléculas de pepsinógeno para continuar
formando pepsina).
Además de HCl, también producen factor intrínseco de Castle que es una
proteína necesaria para la absorción de vitamina B12.

Células PRINCIPALES: producen pepsinógeno, precursor de la enzima
digestiva pepsina, que es una proteasa.

También se encuentran células MUCOSAS que producen el mucus que
protege la mucosa. Normalmente forma una barrera entre el epitelio y los
jugos gástricos y evita de esta forma que el estómago se autodigiera.
Estas secreciones más el agua en la que están disueltas constituyen el jugo
gástrico, cuyo pH oscila entre 1,5 y 2,5
Cuando el alimento contiene proteínas éstas provocan la liberación en el torrente
sanguíneo de una hormona  la gastrina, producida por las células gástricas.
o Actúa sobre las células epiteliales de la mucosa estomacal para incrementar
la secreción de jugos gástricos.
o Actúa sobre las células musculares de la pared estomacal para incrementar
sus contracciones.
o Promueve la absorción de vitamina B12.
o Estimula secreción de HCI, de enzimas para la digestión de proteínas, moco,
hormonas gastroentéricas y otros.
 En el estómago y gracias a la pepsina, comienza la digestión de las proteínas.
366
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Vemos las capas del
órgano y en la
mucosa, las criptas
gástricas.
Cripta gástrica
En el estómago el alimento se mezcla con secreción ácida, moco y algunas
enzimas y se convierte en una masa semilíquida llamada quimo que se mueve
gradualmente por peristalsis, a través del esfínter pilórico, que separa estómago de
intestino delgado.
INTESTINO DELGADO
Anatómicamente el intestino delgado se caracteriza por:
 Pliegues circulares en la submucosa.
 Numerosas proyecciones microscópicas dactiliformes  las vellosidades en
la mucosa.
 Proyecciones citoplasmáticas diminutas, las microvellosidades en la
superficie de las células epiteliales individuales.
 Todas estas características estructurales aumentan el área superficial.
Así es como el intestino delgado de un adulto humano extendido por completo
mediría 7 metros con una área total de 300 m 2, equivalente al tamaño de una
cancha de tenis para jugar dobles.
En el intestino delgado se inicia la degradación de los lípidos y se completa la
degradación que comenzó en la boca y en el estómago: es decir que se
degradan por completo hidratos de carbono, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos,
mediante enzimas propias y de glándulas externas, como el páncreas.
Luego los nutrientes resultantes pasan por absorción del tubo digestivo al sistema
circulatorio del cuerpo, quien las transporta a las células individuales.
367
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El intestino delgado se divide en tres porciones: duodeno, yeyuno, e ileon.
 DUODENO: continúa al estómago, representa los 25 cm superiores del intestino
delgado, es el más activo en el proceso digestivo, aquí termina la digestión de
todos los componentes alimenticios.
Posee secreción de mucus para neutralizar la acidez proveniente del estómago, y
también aquí llegan las secreciones de glándulas que están por fuera de la pared
del mismo intestino, tales como el hígado, vesícula biliar y páncreas.
Las enzimas digestivas son producidas por células epiteliales de la mucosa
intestinal y del páncreas, glándula que también le envía un fluido alcalino que
neutraliza el ácido del estómago. También le llega la bilis, producida por el hígado
y almacenada en la vesícula biliar. La bilis contiene una mezcla de sales (sales
biliares) que al igual que los detergentes, emulsifican las grasas, fragmentándolas
en gotitas. Contiene algo de bicarbonato de sodio, que junto con el fluido
pancreático, neutraliza el ácido del estómago.
 Neutralizar la acidez es esencial porque la actividad de las enzimas intestinales
es óptima a pH entre 7 y 8, de lo contrario serían desnaturalizadas por el pH ácido
de los jugos gástricos que entran al intestino.
Degradación de los alimentos:
 Amilasas pancreáticas continúan la degradación del almidón iniciada en la
boca, produciendo disacáridos.
 Las lipasas hidrolizan grasas produciendo glicerol y ácidos grasos.
 Tres tipos de enzimas degradan proteínas: unas rompen las cadenas largas de
proteínas, pero cada enzima solo actúa sobre determinados enlaces, de modo
368
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
que se requieren varias enzimas para romper una sola proteína grande. Otras
actúan solamente sobre el extremo de la cadena, produciendo dipeptídos. Un
tercer grupo de enzimas, desintegra los dipéptidos restantes en aminoácidos.
Las actividades digestivas del intestino delgado están coordinadas y reguladas por hormonas:
 En presencia del jugo gástrico, el duodeno libera secretina, hormona que estimula al
páncreas y al hígado para que secreten fluidos alcalinos.
 Las grasas y los aminoácidos de los alimentos estimulan la producción de otra hormona la
colecistocinina que provoca la liberación de enzimas por el páncreas y el vaciamiento de
la vesícula biliar.
 También hay regulación por parte del SNA.
 Las otras dos porciones del intestino delgado son YEYUNO e ILEON, que
intervienen principalmente en la absorción de nutrientes 
Absorción de nutrientes:
Las moléculas de alimentos liberadas por los procesos digestivos son absorbidas a
través de las células epiteliales de la mucosa intestinal
 Glúcidos: Enzimas como la lactasa, sacarasa y maltasa, ubicadas en las
membranas de las células epiteliales, escinden los disacáridos en
monosacáridos que luego son absorbidos rápidamente por transporte activo y
difusión facilitada.
 Proteínas: aminoácidos y dipéptidos son absorbidos por transporte activo.
Todas estas moléculas entran al torrente sanguíneo por medio de los capilares
de las vellosidades.
 Lípidos: los ácidos grasos pequeños también entran directamente en los vasos
sanguíneos del intestino, pero los ácidos grasos grandes, el glicerol y el
colesterol, viajan por una ruta indirecta  primero entran a las células de la
mucosa por difusión pasiva. Dentro de las células, los ácidos grasos y el glicerol
son re-sintetizados a grasas, que son luego compactadas en gotitas con
cubierta de proteína, llamadas quilomicrones.
El colesterol es empaquetado en complejos LDL (lipoproteínas de baja
densidad) al torrente sanguíneo a través de conductos que se vacían en las
venas del tórax.
En el torrente sanguíneo, gradualmente los quilomicrones se desintegran, las
grasas son enviadas en forma de AG a células musculares y grasas. Las
partículas de LDL son captadas por células del hígado, donde se almacena el
colesterol, secretadas en la bilis o reempaquetadas para su envío a otras
células del cuerpo.
Las LDL son utilizadas por todas las células en la síntesis de las membranas
celulares y por las células especializadas para la producción de hormonas
esteroides.
369
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
INTESTINO GRUESO
Absorción ulterior y eliminación. Aquí continúa la absorción de agua, sodio y otros
minerales (proceso que ya ocurría en Intestino delgado).
Durante la digestión, entran aproximadamente 7 litros de agua por día al
estómago y al intestino delgado, provenientes:
 De secreciones de glándulas que se vacían en el tracto digestivo y lo
tapizan.
 De ósmosis desde los fluidos corporales.
 De alimentos y bebidas.
 Cuando la absorción de agua y minerales se interrumpe, como ser en una
diarrea, ocurre una deshidratación grave.
Bacterias intestinales: hay pocas en íleon, la mayoría se encuentran en intestino grueso. Pueden
ser comensales, simbiontes, mutualistas y patógenas. Un ejemplo de bacteria simbiótica es la E.
coli, forma parte de la “flora intestinal”. Estas bacterias degradan sustancias alimenticias que
escaparon a la digestión y absorción en el Intestino delgado.
Al vivir de estas sustancias alimenticias que son fundamentalmente aquellos materiales para
cuya digestión el hombre carece de las enzimas necesarias, las bacterias sintetizan aminoácidos y
vitaminas (como la vitamina K y algunas del grupo B), una parte de los cuales son absorbidos en
el torrente sanguíneo.
El apéndice: es un saco ciego del intestino grueso, un remanente evolutivo de los
antecesores herbívoros.
La materia fecal está esencialmente
formada
por
agua,
bacterias
(principalmente células muertas) y
fibras de celulosa*, junto con otras
sustancias indigeribles. Está lubricada
por moco secretado por algunas de las
células epiteliales que tapizan el
intestino
grueso,
es
conservada
brevemente en el recto y luego
eliminada a través del ano como
heces.
*Los omnívoros humanos no poseemos
simbiontes para utilizar la celulosa
(como los rumiantes) por tanto la
celulosa es eliminada como sustancia
indigesta.
370
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Anatómicamente, podemos distinguir en el intestino grueso los siguientes
segmentos:
a) Colon ascendente: continúa al íleon a través de la válvula íleo-cecal y se ubica
en el lado derecho del abdomen. La primera porción es la de mayor diámetro y se
denomina “ciego”. De él sale el apéndice cecal.
b) Colon transverso.
c) Colon descendente: ubicado en el lado izquierdo del abdomen.
d) Colon sigmoide: ubicado en la región pelviana (sobre el hueso de la cadera).
e) Recto, que termina en:
f) Conducto anal.
 El intestino grueso participa principalmente en la absorción de agua y
electrolitos, concentrando el material residual (heces).
GLÁNDULAS ANEXAS O ACCESORIAS
GLÁNDULAS SALIVALES MAYORES: parótida, submaxilar y
sublingual, producen la saliva que desemboca en la cavidad
bucal a través de sus conductos. Se ubican en la región de la
cara.
PÁNCREAS:
Es la fuente de diversas sustancias esenciales para el proceso
digestivo, siendo una glándula de secreción endócrina y
exócrina.
Su ubicación es abdominal, posee una cabeza ubicada en la C del duodeno, un
cuerpo y una cola. Sus conductos excretores desembocan en el duodeno.
La masa de tejido del páncreas se asemeja al tejido de las glándulas salivales y al
igual que éstas, secreta una amilasa que desempeña un papel fundamental en la
degradación del almidón (amilasa pancreática). Además secreta otras enzimas
digestivas que son transportadas por los conductos hacía la luz intestinal. La
secreción es efectuada por los ácidos pancreáticos  secreción exógena.
También produce secreción líquida alcalina.
 El páncreas es también una glándula endócrina o de secreción interna (productora
de hormonas), porque ramilletes de células pancreáticas llamadas islotes de Langerhans
producen insulina, glucagón, somatostatina y polipéptido pancreático, que son liberadas
en el torrente sanguíneo y participan en la regulación de la glucosa en sangre.
371
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Conductos del hígado,
vesícula biliar y páncreas,
que desembocan juntos en
el #esfínter de Oddi” en el
duodeno
HÍGADO Y VESÍCULA BILIAR:
El hígado desempeña papeles vitales en la digestión. Es el órgano interno más
grande del cuerpo, una verdadera fábrica química que pesa 1 kg y medio. Se
ubica sobre la parte superior derecha y central del abdomen (hipocondrio
derecho y epigastrio).
Presenta una extraordinaria variedad de procesos y productos:
 Almacena y libera carbohidratos  cumple un papel central en la
regulación de la glucosa sanguínea.
 Procesa aminoácidos, los convierte en carbohidratos, los canaliza a otros
tejidos del cuerpo y con ellos sintetiza proteínas esenciales como enzimas y
factores de coagulación.
 Fabrica las proteínas del plasma que tornan a la sangre hipertónica en
relación con los fluidos intersticiales, evitando el movimiento osmótico de
agua desde el torrente sanguíneo a los tejidos.
 Es la fuente principal de las proteínas del plasma, incluyendo HDL y LDL, que
transportan colesterol, grasas y otras sustancias insolubles en el torrente
sanguíneo.
 Es de importancia central en la regulación del colesterol sanguíneo.
 Almacena vitaminas solubles en grasas, como las A, D y E.
 Produce bilis siendo por esta razón una glándula de secreción externa. La
bilis se almacena y concentra en la vesícula biliar (ubicada en la parte
inferior del hígado).
 Degrada la hemoglobina de los glóbulos rojos muertos o dañados a
bilirrubina, pigmento liberado en la bilis y excretada a través del tubo
intestinal.
 Inactiva diversas hormonas  participa en la regulación hormonal.
 Degrada una variedad de sustancias extrañas por ejemplo el alcohol que
pueden formar productos metabólicos que dañan a las células hepáticas e
interfieren en sus funciones. Es un órgano destoxificador.
372
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
REGULACIÓN DE LA GLUCOSA SANGUÍNEA
Aunque no comemos durante las 24 horas del día, la glucosa en sangre
permanece extraordinariamente constante (ejemplo de homeostasis), rol en el que
participa el hígado.
La glucosa y otros monosacáridos entran en sangre por absorción desde el
intestino delgado, pasando directamente al hígado por intermedio de la vena
porta hepática.
Él hígado convierte parte de ellos en glucógeno y grasa, almacenando suficiente
glucógeno como para satisfacer las necesidades del cuerpo durante 4 horas, la
grasa se almacena en las células adiposas (que también pueden formar grasa a
partir de la glucosa).
También, el hígado degrada los aminoácidos en exceso y los convierte en glucosa.
El nitrógeno de los aminoácidos se excreta en forma de urea (orina) y la glucosa es
almacenada como glucógeno.
La absorción o liberación de glucosa por el hígado, están determinadas
primariamente por su concentración en sangre, la cual está influida por el SNA y
regulada por diversas hormonas  insulina, glucagón y somatostatina, todas
producidas por el páncreas.
 La insulina estimula la absorción de glucosa por las células, disminuyendo la


concentración de glucosa sanguínea, previene la hiperglucemia.
El glucagón promueve la degradación de glucógeno aumentando la
concentración de glucosa sanguínea, previene la hipoglucemia, junto a
otras hormonas.
La somatostatina tiene una variedad de efectos inhibitorios que
colectivamente ayudan a regular la tasa a la que la glucosa y otros
nutrientes son absorbidos desde el tubo digestivo.
373
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
ALGUNOS REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES
Basándonos en la actividad del hígado (que convierte varios tipos de moléculas
en glucosa) y dado que la mayoría de los tejidos pueden usar AG como
combustible alternativo, los requerimientos energéticos del cuerpo pueden ser
satisfechos por una combinación de carbohidratos, lípidos y proteínas, que son los
tres tipos principales de moléculas alimenticias.
Además de las calorías, las células necesitan 20 tipos diferentes de aminoácidos
para ensamblar proteínas. Cuando los aa no son usados son convertidos en
carbohidratos, oxidados o almacenados. Los humanos solo podemos sintetizar 12,
los otros 8 aa esenciales deben ser obtenidos de la dieta.
Los mamíferos también requieren, pero no pueden sintetizar ciertas grasas
poliinsaturadas que les suministran AG necesarios para la síntesis de las grasas y
prostaglandinas (compuestos semejantes a hormonas). Estos AG esenciales
pueden obtenerse comiendo plantas o insectos u otros animales que se hayan
alimentado de plantas o de insectos.
Las vitaminas son un grupo adicional de moléculas requeridas por las células vivas
que no pueden ser sintetizadas por las células animales, muchas de ellas funcionan
como coenzimas y son requeridas sólo en cantidades pequeñas. No hay
evidencias de que la ingestión de cantidades excesivas de cualquier vitamina en
particular, tenga algún efecto beneficioso. Algunas como la A, D y K, solubles en
grasas, pueden acumularse en los tejidos corporales y son tóxicas en dosis grandes.
El cuerpo además tiene un requerimiento dietario de varias sustancias inorgánicas
o minerales  Calcio y Fósforo para la formación de huesos, Yodo para la
hormona tiroidea, Hierro para la hemoglobina y citocromos, Cloro, Sodio y otros
iones esenciales para el balance iónico. La mayor parte de éstos están presentes
en la dieta común o en el agua potable, sin embargo al igual que las vitaminas
estos minerales deben darse en forma suplementaria cuando la ingestión es
inadecuada o cuando el individuo no es capaz de asimilarlos normalmente (mala
absorción, diarreas).
374
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Aparato Circulatorio
El aparato circulatorio es un sistema de transporte interno que utilizan los seres vivos para trasladar dentro
de su organismo elementos nutritivos, metabolitos, oxígeno, dióxido de carbono, hormonas y otras
sustancias. Consta de 2 subdivisiones:

Aparato cardiovascular: constituido por un fluido que se llama sangre, un conjunto de conductos
(arterias, venas, capilares) y una bomba impulsora que es el corazón.

Sistema linfático: incluye los vasos linfáticos, ganglios linfáticos y tejido linfoide dentro del bazo, el
timo y las amígdalas. Constituye la segunda red de transporte de líquidos corporales, algunos
autores lo consideran como una parte del aparato circulatorio. Por él circula la linfa, un líquido de
aspecto transparente y color blanquecino generalmente carente de pigmentos, se produce a partir
del exceso de líquido que sale de los capilares sanguíneos al espacio intersticial y es recogido y
transportado por los capilares linfáticos que drenan a vasos linfáticos más gruesos que finalmente
desembocan en el sistema venoso. Podemos decir que se acopla al aparato cardiovascular drenando
hacia él el exceso de líquido en los tejidos. También forma parte del sistema inmunológico.
Aparato Cardiovascular
En el aparato cardiovascular la sangre pasa por órganos específicos que le aportan nutrientes, oxígeno,
hormonas y metabolitos necesarios, y al mismo tiempo a través de ella las células eliminan productos de
desecho. La función de bombeo de este sistema depende del corazón, un órgano principalmente muscular
(músculo cardíaco) que cuenta con 4 cavidades: 2 aurículas y 2 ventrículos. La aurícula izquierda y el
ventrículo izquierdo constituyen el “corazón izquierdo” que maneja sangre principalmente oxigenada;
mientras que la aurícula derecha y el ventrículo derecho constituyen el
“corazón derecho” que maneja sangre principalmente
carboxigenada. Las cámaras derechas no se mezclan con las
izquierdas gracias a un tabique o septo que separa bien los “dos
corazones”. Cada aurícula y su ventrículo en cambio sí están
conectados mediante una válvula que permite el pasaje de
sangre en dirección aurícula a ventrículo.
La actividad eléctrica del corazón permite que las cavidades
cardiacas se contraigan en forma ordenada, es decir, que
desplacen la sangre en una sola dirección. El corazón es el único
órgano con un sistema eléctrico propio -el sistema
cardionector- que tiene origen en la aurícula derecha desde
donde descienden fibras nerviosas hacia las aurículas y los
ventrículos, asegurando un ritmo correcto de contracción
primero auricular, y luego ventricular. Por eso el corazón, una
vez extraído del cuerpo de un paciente, sigue latiendo solo. Las
375
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
fibras nerviosas que llegan al mismo desde el cerebro sólo aumentan o disminuyen la frecuencia cardíaca, el
latido lo desata el corazón en forma autónoma gracias a su propio “marcapasos”.
El recorrido de la circulación
El sistema circulatorio es un circuito cerrado -salvo la zona de los capilares que permiten el intercambio de
sustancias entre la sangre y los tejidos- que puede ser estudiado separado en dos circuitos:
 Circulación mayor o sistémica: comienza en el ventrículo izquierdo, éste se contrae para impulsar la
sangre a través de la arteria más grande -la aorta- que lleva sangre oxigenada a todo el cuerpo. La arteria
aorta en su recorrido por el cuerpo va dando ramas colaterales y a nivel de la pelvis da ramas terminales que
van a las piernas. Las arterias se van dividiendo en arteriolas y éstas en capilares arteriosos, cuyo diámetro
es equivalente al diámetro de un pelo cortado en mil partes. Los capilares son los que llegan a cada célula
del cuerpo, tanto de la mitad superior como inferior del mismo y allí se
convierten por continuidad en capilares venosos. En este punto la sangre que
llega por los capilares aporta oxígeno y nutrientes a las células y se llevan el CO2 y
otros desechos. El capilar arterial es rico en O2 mientras que el capilar venoso ya
es rico en CO2. Varios capilares venosos se van reuniendo para formar vénulas y
éstas van confluyendo para formar en total 2 grandes venas
finales: las venas cavas superior e inferior, que drenan toda
la sangre carboxigenada de ambas mitades del cuerpo,
desembocando en la aurícula derecha. La sangre pasa a
través de una válvula llamada tricúspide desde la aurícula
derecha al ventrículo derecho y así comienza la circulación
menor.
Recordar: las arterias llevan sangre oxigenada “roja” o
“limpia”, y las venas llevan sangre carboxigenada “azul” o
“sucia”. La única excepción a esta regla está en la
circulación pulmonar.
376
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Circulación menor o pulmonar: El ventrículo derecho se contrae para impulsar la sangre carboxigenada
hacia los pulmones, con el objetivo de intercambiar el CO2 por O2, o sea, de “limpiar” la sangre. Lo hace a
través de la arteria pulmonar -única arteria del cuerpo que lleva sangre rica en CO2- que se ramifica para
ambos pulmones. En los pulmones se va distribuyendo en capilares pulmonares hasta llegar a los alvéolos,
que son pequeñas bolsitas de aire diminutas que constituyen la meta final del O2 en el aparato respiratorio.
El capilar “roba” este O2 del alvéolo y le devuelve a cambio CO2. Estos gases difunden entre la sangre y el
alvéolo a través de la membrana alveolo-capilar por difusión simple, es decir, a favor de su gradiente, sin
gasto de energía, como veremos mejor en el aparato respiratorio. De esta forma la sangre se ha oxigenado o
“limpiado”. Este proceso se denomina intercambio gaseoso o hematosis. Luego los capilares -ya ricos en O2comienzan a confluir hasta formar 4 grandes venas pulmonares -únicas venas del cuerpo que llevan sangre
rica en O2- que desembocan en la aurícula izquierda. La sangre así pasa al ventrículo izquierdo a través de la
válvula mitral o bicúspide, para dar comienzo nuevamente a la circulación mayor.
Recordar:
 La circulación mayor tiene por objetivo llevar sangre oxigenada a todo el cuerpo para que las células
puedan realizar la respiración celular en las mitocondrias. Una vez usado el O2, las células devuelven
CO2 a la sangre.
 La circulación menor tiene por objetivo llevar sangre carboxigenada a los pulmones con el objetivo
de “limpiarla" e intercambiar el CO2 por O2 para volver a comenzar el circuito.
Las arterias y venas son vasos de conducción de la sangre,
mientras que los capilares son el sistema de intercambio.
Todos los intercambios entre la sangre y los tejidos se dan
a nivel capilar.
La circulación por las arterias va desde el corazón hacia los
tejidos (dirección centrífuga), mientras que la circulación
de las venas va recogiendo sangre desde los tejidos hacia el
corazón (dirección centrípeta). Las arterias suelen ser más
profundas y las venas más superficiales, son las que podemos ver a través de la piel, y se ven verde-azules
porque el color de la sangre carboxigenada es más oscura que la sangre oxigenada, esta última bien roja. Por
eso a la sangre venosa se la representa de azul y a la sangre arterial de rojo.
 Se necesita una regulación finísima permanente para asegurar que los órganos reciban las sustancias que
necesitan en el momento preciso, en caso de exigencias siempre cambiantes. El aparato cardiovascular debe
tener la capacidad de ajustar la velocidad con la cual circula la sangre y redirigir el flujo plasmático a los sitios
donde más se necesita. Por ejemplo: en una situación de gran estrés en el que peligra la vida -supongamos
que se nos aparece un león- se activan mecanismos que redirigen el flujo sanguíneo preferentemente hacia
los órganos más importantes en ese momento: se dilatan vasos en el cerebro, el corazón, los músculos
estriados (para correr si hiciera falta) y las glándulas suprarrenales que están liberando adrenalina necesaria
para regular esta respuesta. En cambio los vasos sanguíneos de la periferia del cuerpo, así como los del
sistema digestivo por ejemplo, se achican y disminuyen su flujo sanguíneo porque a nadie le interesa hacer
la digestión en ese momento, la digestión puede esperar. El hecho de que esté llegando poca sangre a la piel
en general (la vitalidad de la misma también puede esperar) es el motivo por el que nos ponemos pálidos.
377
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 El aparato cardiovascular funcional es indispensable para la vida y surge inmediatamente daño
irreversible en diversos órganos si el corazón deja de contraerse. Trastornos menos drásticos también
imponen una carga patológica considerable, de hecho las enfermedades cardiovasculares constituyen la
causa principal de muerte y discapacidad importante a nivel mundial.
Funciones del Sistema Circulatorio
El sistema circulatorio posee en su conjunto 3 funciones:
 Transporte: es su función principal, él es quien conecta todos los órganos del cuerpo entre sí. Las
sustancias que transporta pueden clasificarse en:



Respiratorias: transporte de O2 y CO2. El O2 es transportado principalmente dentro de los glóbulos
rojos donde se fija a la hemoglobina formando oxihemoglobina. El CO2 es transportado
principalmente disuelto en el plasma como iones bicarbonato HCO3-.
Nutritivas: luego de que el sistema digestivo produce la desintegración mecánica y química de los
alimentos, éstos se absorben en el intestino a través de las vellosidades y microvellosidades del
epitelio intestinal y pasan a la sangre. El sistema circulatorio lleva todos estos nutrientes hacia el
hígado y luego hacia todo el cuerpo.
Excretorias: Los desechos metabólicos -como la urea-, el agua, los iones excesivos, y otras sustancia
que el cuerpo no necesita son transportados hacia los riñones para ser excretados con la orina.
 Regulación: el sistema circulatorio contribuye a la regulación tanto hormonal como de la temperatura.


Hormonal: Por el transporte de hormonas desde las células emisoras hacia las células diana, donde
desempeñan funciones reguladoras diversas.
Temperatura: el sistema circulatorio puede contribuir a la regulación de la temperatura corporal por
la desviación de la sangre desde los vasos cutáneos más profundos hacia vasos más superficiales, o
viceversa. La desviación de la sangre hacia la periferia ayuda a enfriar el cuerpo, mientras que la
desviación de la sangre hacia vasos profundos ayuda a mantener la temperatura si hiciera frío.
 Protección: el sistema circulatorio nos protege tanto de la pérdida de sangre por lesión, como de agentes
patógenos.


Coagulación: este complejo mecanismo nos protege de la pérdida de sangre cuando hay lesión en
los vasos.
Función inmunitaria: por la sangre circulan y “patrullan” leucocitos (glóbulos blancos) y diversas
moléculas inmunitarias que protegen contra agentes patógenos: virus, bacterias, parásitos, toxinas,
etc.
378
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Composición de la sangre
La sangre consta de elementos formes que están suspendidos en un líquido
que llamamos plasma y que son transportados en el mismo. Los elementos
formes son los eritrocitos, leucocitos y plaquetas que funcionan en el
transporte de oxígeno, defensa inmunitaria y coagulación de la sangre
respectivamente. No es correcto llamarles “células de la sangre” porque las
plaquetas en realidad son fragmentos celulares, no células, de ahí a que el
término más correcto sea “elementos formes”.
(hematocrito)
55%
El volumen sanguíneo total en un adulto de talla promedio es de alrededor de 5
litros, y constituye casi un 8% de la masa corporal total.
Cuando se centrifuga una muestra de sangre -con
anticoagulante- los elementos formes más pesados
se acumulan en el fondo del tubo, dejando el
plasma en la parte superior. Los elementos formes
constituyen aproximadamente el 45% del total del volumen sanguíneo (medida
denominada hematocrito), y el plasma el 55% restante. El hematocrito refleja el
porcentaje de volumen de la sangre ocupado por los glóbulos rojos en definitiva,
que reflejan prácticamente el volumen total de los elementos formes, ya que
glóbulos blancos y plaquetas están en menor cantidad. El hematocrito normal
en varones es de 41% a 53%, y en mujeres es de 36% a 46%.
45%
Análisis de la
sangre centrifugada
Plasma
El plasma es un líquido que consta de agua y solutos dispersos y emulsionados (proteínas, lipoproteínas) y
disueltos (glucosa, urea, uratos, iones, etc). También contiene otras moléculas orgánicas como metabolitos,
hormonas, enzimas, anticuerpos, etc.
Proteínas plasmáticas
Las proteínas del plasma son: la albúmina, las globulinas, y el fibrinógeno.
♞ La albúmina constituye el 60% de las proteínas del plasma, la produce el hígado y su función es
transportar diversas sustancias en la sangre. Además es responsable de atraer agua hacia el interior
de los vasos (poder osmótico) lo que es necesario para mantener el volumen y la presión sanguínea.
♞ Las globulinas se agrupan en 3 subtipos:
 Alfa y beta globulinas: se producen en el hígado igual que la albúmina. Transportan en
sangre lípidos y vitaminas liposolubles.
 Gamma globulinas: las producen los glóbulos blancos, más precisamente los plasmocitos
que son linfocitos B activados. También se llaman inmunoglobulinas o anticuerpos.
Funcionan en inmunidad y hay 5 subtipos: A, D, E, G y M.
379
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
♞ Fibrinógeno: representa sólo alrededor del 4% de las proteínas del plasma, es un importante factor
de coagulación producido en el hígado. Durante la coagulación se convierte en fibrina que permite
formar el coágulo.
Elementos formes de la sangre
Son los eritrocitos o glóbulos rojos o hematíes, los leucocitos o glóbulos blancos, y los trombocitos o
plaquetas.
Eritrocitos
Son discos bicóncavos, aplanados, de 7 a 8 micrómetros de diámetro. Carecen de núcleo y otras organelas obtienen energía por medio del metabolismo anaeróbico- y por ello tiene un tiempo de vida media de 120
días. Células fagocíticas en el bazo y el hígado eliminan de la circulación a los eritrocitos viejos, proceso
denominado hemocateresis.
Los glóbulos rojos poseen hemoglobina, la cual es responsable del color rojo. La misma posee cuatro
subunidades polipeptídicas llamadas globinas, cada una de las cuales se halla unida a un grupo hemo, que
tiene hierro. Este Fe+2 es capaz de unirse a una molécula de O2, (cuatro O2 por hemoglobina) para así
transportarlo en la sangre. La hemoglobina cuando está transportando oxígeno se llama oxihemoglobina
(O2Hb), eso sucede luego de su paso por el pulmón, luego de la hematosis en el alvéolo pulmonar. El lugar
preciso donde el oxígeno se une a la hemoglobina es el mismo que utiliza el monóxido de carbono, por ello
este gas es tóxico: compite con el oxígeno por el sitio de unión con la hemoglobina. Uno pensaría que la
hemoglobina si tiene que elegir elige al oxígeno, pero no: ella es 200 veces más afín al CO que al O2, por lo
que la presencia de CO en el aire pulmonar hace que la hemoglobina se transforme en carboxihemoglobina
(COHb) -versión unida al CO- y no pueda ya transportar al O2 presente que queda totalmente desplazado.
Esto lleva a la asfixia por intoxicación con CO.
El cuerpo cuida con mucho recelo el Fe+2, por lo que cuando lo eritrocitos mismos son destruidos en hígado y
bazo, el Fe+2 se recupera y viaja unido a una proteína llamada transferrina hasta la médula ósea donde se
une a nuevos hematíes en formación, proceso que se denomina eritropoyesis. Este reciclado satisface la
mayor parte del Fe+2 requerido, el resto debe ser ingerido con la dieta.
380
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Leucocitos
Los eritrocitos permaneces confinados dentro de los vasos sanguíneos pero los leucocitos en cambio pueden
moverse de manera ameboide, pasar a través de poros en las paredes de los capilares (proceso llamado
diapédesis o extravasación), y moverse hacia un sitio de infección.
Los leucocitos se clasifican según sus propiedades de tinción. Hay 2 grandes grupos:
♜ Granulocitos: al ser teñidos se observan gránulos en su citoplasma. Tenemos 3 tipos de granulocitos:



Eosinófilos: se tiñen con un colorante rojizo-anaranjado ácido llamado eosina (“Eos” es la
diosa griega de la aurora, el amanecer, que es de este color). Se relacionan con procesos
alérgicos.
Basófilos: se tiñen de colorantes básicos, generalmente azules o celestes.
Neutrófilos: no tienen afinidad por ninguno de los otros colorantes. Son los leucocitos más
abundantes, representan el 60% de todos los glóbulos blancos. Suelen tener núcleos de
formas diversas o multilobulados, porque lo que se conocen también como leucocitos
polimorfonucleaes (PMN).
♜ Agranulocitos: no se observan gránulos en su citoplasma. Hay 2 tipos:


Monocitos: son los precursores de los macrófagos, su principal función es fagocítica. Son los
leucocitos de mayor tamaño. Su núcleo tiene forma arriñonada o de poroto, pero es único
(“mono”).
Linfocitos: Son el segundo tipo de leucocito más numeroso y son pequeños, su núcleo es
bien redondo y ocupa casi todo el citoplasma. Se encargan de la inmunidad específica del
cuerpo. Se clasifican en linfocitos T y linfocitos B, éstos últimos producen las
inmunoglobulinas convirtiéndose en “plasmocitos”, célula cuyo núcleo tiene la forma de una
rueda de carro romano.
Plaquetas
También llamadas trombocitos, son fragmentos celulares, no células verdaderas, que derivan de precursores
llamados megacariocitos de la médula ósea (todas las células sanguíneas comienzan su formación en la
médula ósea, proceso llamado hematopoyesis). Carecen de núcleo y presentan movimientos ameboides.
Sobreviven alrededor de 5 a 9 días en circulación antes de ser destruidas por el bazo o el hígado.
Las plaquetas participan de la coagulación de la sangre. Forman parte importante del coágulo que se forma
para reparar daños en los vasos y activan factores de coagulación en el plasma que terminan formando
fibrina que refuerza el coágulo. También liberan serotonina la cual estimula la vasoconstricción para
disminuir el flujo sanguíneo hacia el área lesionada.
381
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Aparato RESPIRATORIO
El aparato respiratorio en los seres humanos y otros vertebrados que respiran con pulmones puede dividirse
en dos partes: la parte conductora: desde la nariz hasta los bronquiolos; y la parte de intercambio de gases:
los alveolos pulmonares. La parte conductora sólo limpia y transporta el aire hasta los pulmones, y contiene
además al aparato fonatorio. En sentido de la circulación del aire encontramos:
 La NARIZ (cavidad nasal): que filtra, calienta y humidifica
el aire a su paso por ella.
 La FARINGE, órgano compartido con el aparato digestivo.
 La LARINGE, formada por cartílagos, que es donde se
produce la voz ya que contiene las cuerdas vocales. Uno de
esos cartílagos es la epiglotis que funciona como una bisagra
que baja cubriendo la laringe cuando tragamos alimento,
asegurándose que el contenido que pasa desde la boca a la
faringe, siga por el esófago y no por la laringe obstruyendo la
vía aérea. Cuando inhalamos, en cambio, la epiglotis sube
dando paso al aire hacia la laringe y tráquea, cubriendo ahora
la entrada al esófago. Si un individuo trata de inhalar y
deglutir al mismo tiempo, este reflejo puede fallar y la comida
puede atorarse en la laringe obstruyendo el paso de aire a los pulmones. Esta situación puede salvarse con la
famosa maniobra llamada “maniobra de Heimlich”.
 La TRÁQUEA, tubo flexible de 13 cm de largo y 1 cm de diámetro. Se haya constituida por la sucesión de
anillos cartilaginosos. Hacia el pecho, la tráquea se divide en dos ramificaciones grandes conocidas como
 Los BRONQUIOS, cada uno de los cuales ingresa a un pulmón. Dentro del pulmón cada bronquio se
ramifica de manera repetida en tubos aún más pequeños hasta llegar a los…
 BRONQUIOLOS que tienen sólo alrededor de 1 mm de diámetro. Las paredes de bronquios y
bronquiolos se encuentran revestidos de músculo liso que regula su diámetro (broncoconstricción y
broncodilatación). Al final de los bronquiolos termina la conducción del aire y se llega a los…
 ALVEOLOS: sacos diminutos -de 0,2 mm de diámetro- revestidos de capilares sanguíneos donde se
produce el intercambio gaseoso entre el alveolo y la sangre: la “hematosis”. Los alveolos se agrupan
alrededor del extremo de cada bronquiolo como un racimo de uvas. En un adulto promedio, los dos
pulmones combinados tienen aproximadamente 300 millones de alvéolos. Esto ofrece una enorme
superficie de contacto entre el aire que ingresa a los pulmones y la sangre, para facilitar la difusión gaseosa.
Esta superficie se calcula alrededor de 145 m2: aproximadamente 80 veces el área superficial de la piel de
un ser humano adulto. La pared del alveolo consiste en una sola capa de células epiteliales (epitelio plano
simple) llamadas neumocitos tipo I.
382
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Durante el paso a través del sistema conductor, el aire se calienta y humedece, y la secreción de moco por el
epitelio respiratorio favorece que gran parte del polvo y bacterias que ingresan queden atrapados, desechos
que luego el sistema de cilios del mismo epitelio barre en sentido ascendente para ser tosidos o deglutidos.
El tabaquismo interfiere con este proceso de limpieza paralizando los cilios. Una enfermedad genética muy
extraña en la que falla la proteína motora dineína en los cilios y flagelos, lleva a que los mismos no puedan
moverse y el paciente sufra infecciones pulmonares a repetición, entre otros síntomas. Es el llamado
síndrome de Kartagener.
Intercambio gaseoso
En el alveolo la concentración de O2 del aire inhalado es mucho
mayor que la concentración de O2 que llega por los capilares
(capilares que llegan como consecuencia de la ramificación de la
arteria pulmonar que entra al pulmón rica en CO2 y pobre en O2),
por lo que el O2 difunde desde el alveolo al capilar, por difusión
simple (a favor de su gradiente, sin gasto energético). El O2 es
captado por la hemoglobina de los eritrocitos y llevado así por la
vena pulmonar camino a la aurícula izquierda, ventrículo
izquierdo y luego a la circulación mayor. Por su parte el CO2 que
está más concentrado en el capilar que en el alveolo, tiene un
gradiente que mira hacia el alveolo por lo que sale de la sangre y
pasa al sistema de conducción para ser exhalado. La vena
pulmonar sale de los pulmones por tanto rica en O2 y pobre en
CO2. La sangre se ha “limpiado”. De esta forma los sistemas
respiratorio y circulatorio trabajan en armonía para apoyar la
respiración celular.
Tanto el O2 como el CO2 se mueven por difusión simple (en
sentidos contrarios) y deben atravesar lo que se conoce como
membrana respiratoria o alveolo-capilar, que es la suma de 3
capas superpuestas: la pared del alveolo, la pared del capilar, y
la lámina basal que se halla entre ambas. La pared del alveolo
está formada por neumocitos tipo I, y la pared del capilar por
células endoteliales. Ambos epitelios poseen una sola célula de
grosor, por lo que la distancia que deben recorrer los gases es
corta, mientras que la superficie disponible que tienen es muy
amplia, como ya vimos. Todo esto facilita la difusión.
Entre los neumocitos I del alveolo existen también células llamadas neumocitos tipo II, que producen una
sustancia llamada surfactante, o agente tensioactivo, que reviste los alveolos por dentro y permite mantener
la pared del alveolo tensa evitando que se pegue y colapse en la exhalación.
383
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Transporte de los gases en sangre
Casi todo el O2 (98%) es transportado unido a la hemoglobina. El CO2 en cambio se transporta de 3 maneras:
◪ 10% disuelto en el plasma.
◪ 10% se une a la hemoglobina (pero en un sitio que no compite con el O2).
◪ 80% se combina con agua para formar iones bicarbonato (HCO3-) que viaja disuelto en el plasma
desde las células hacia el pulmón. La enzima que forma el HCO3- (la anhidrasa carbónica) está dentro
del glóbulo rojo por lo que el CO2 debe ingresa al mismo y después sale el HCO3-. Este ión,
recordemos, es uno de los componentes del buffer de la sangre.
384
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Aparato urinario
El aparato urinario se compone de dos riñones, ubicados a
ambos lados de la columna vertebral por debajo del diafragma y
el hígado, en la pared posterior del abdomen. La orina producida
en los riñones es drenada en una cavidad llamada pelvis renal,
que luego se continúa con los uréteres, conductos largos y finos,
para llegar a la vejiga donde se almacena. Finalmente se elimina
por la uretra, durante la micción.
La función del riñón es ultrafiltrar la sangre que llega al mismo a
través de capilares especiales (el glomérulo) para seleccionar qué
desechar y qué no. Lo que se desecha pasa por una segunda
etapa de reabsorción a lo largo de diminutos túbulos para
finalmente formar la orina que se recolecta en la pelvis renal
para su posterior evacuación. De esta forma el riñón mantiene la
homeostasis del líquido extracelular (plasma y líquido
extracelular: “medio interno”) en el cuerpo, y regula:

El volumen del plasma sanguíneo: contribuyendo de forma significativa a la regulación de la presión
arterial.
 La concentración de productos de desecho metabólico dentro del plasma.
 La concentración de electrolitos en el plasma: Na+, K+, HCO3-, y otros iones.
 El pH del plasma.
Además de todo esto, el riñón interviene en la gluconeogénesis: durante el ayuno sintetiza y libera glucosa
en la sangre, función que comparte con el hígado. También es un órgano endócrino y elabora:
o
o
o
o
Cininas, hormonas relacionadas a procesos inflamatorios y a la presión arterial.
Calcitriol o 1,25-dihidroxicolecalciferol, que es la versión activa de la vitamina D, a partir de un
precursor.
Eritropoyetina: hormona que estimula la producción de glóbulos rojos en la médula ósea.
Renina: hormona que permite la activación del llamado “sistema renina-angiotensina”, que
contribuye a la regulación de los fluidos extracelulares y de la presión sanguínea.
385
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Estructura del riñón
El riñón posee una zona externa que es la corteza, rica en
capilares por lo que es rojiza y granular; y una zona interna
que es la médula, donde vemos de 8 a 15 pirámides renales
de forma cónica, distribuidas de forma radial con las bases
hacia la corteza y los vértices hacia donde se va a formar la
pelvis renal. Las pirámides están separadas por columnas
renales. El vértice de cada pirámide se proyecta en una
pequeña depresión llamada cáliz menor (cáliz = forma de
copa). Varios cálices menores se unen para formar un cáliz
mayor. Los cálices mayores se unen para formar la pelvis
renal, una estructura infundibuliforme. Este es el recorrido
que va haciendo la orina desde su formación que comienza en
la corteza renal, más específicamente en la nefrona como
veremos mejor.
Las paredes de los cálices, la pelvis y el uréter contienen músculo liso -involuntario- que por peristalsis va
empujando la orina hacia la vejiga.
La vejiga urinaria es un saco de almacenamiento para la orina. Con unos 350 ml en la vejiga aparece la
necesidad miccional (“ganas de orinar”) la que puede reprimirse voluntariamente. La vejiga es drenada
desde abajo por la uretra tubular, de 4 cm en las mujeres, y alrededor de 20 cm en los varones, con una
porción que recorre por dentro la próstata y la porción final en el pene.
La nefrona y el proceso de formación de la orina
La nefrona es la unidad estructural y funcional
del riñón, allí comienza el filtrado de la sangre
y su posterior reabsorción para la formación de
orina. Por día se ultrafiltran alrededor de 180
litros de sangre en los dos riñones y se
eliminan 1,5 a 2 litros de orina, esto es gracias
a que cada riñón humano posee cerca de 1
millón de nefronas.
Arteriola
eferente
Arteriola aferente
386
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Cada nefrona está formada por una zona donde se ultrafiltra la sangre: el glomérulo, y una zona de túbulos
donde se da la reabsorción y secreción tubular, ajustando el contenido de líquido y solutos del ultrafiltrado
hasta que se forma la orina. La parte final de las millones de nefronas desemboca en túbulos colectores que
luego llegan a los cálices menores.
El glomérulo, que se ubica en la corteza renal, se forma por la invaginación de un penacho de capilares hacia
el extremo dilatado y ciego de la nefrona, llamado Cápsula de Bowman. El ovillo capilar glomerular se forma
a partir de la arteriola aferente, y luego termina en la arteriola eferente. En esos capilares del glomérulo, la
sangre es ultrafiltrada: algunos componentes atraviesan la pared de los capilares (que presentan
fenestraciones) pasando hacia la cápsula de Bowman y siguen su camino por los túbulos contorneados de la
nefrona, y otros componentes siguen intactos por la arteriola eferente sin ingresar a la nefrona, volviendo a
la circulación “a salvo”. Son las proteínas, lipoproteínas, los glóbulos rojos, blancos y plaquetas quienes no
pasan hacia la cápsula de Bowman.
Dos capas celulares separan la sangre que pasa por los capilares, del ultrafiltrado en la cápsula de Bowman:


El endotelio del capilar que es fenestrado: presenta poros lo cual lo hace muy permeable
El epitelio especializado de la cápsula de Bowman formado por podocitos que tienen múltiples
pseudópodos los cuales presentan cientos de prolongaciones citoplasmáticas llamadas pedicelos
que se interdigitan para constituir hendiduras de ultrafiltración.
387
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Entre medio de estas dos capas hallamos la lámina basal glomerular, que es 5 veces más gruesa que la
lámina basal de otros vasos, rica en proteoglicanos y colágeno IV. Estas tres capas finales constituyen la
membrana glomerular que resulta el filtro completo que determina qué pasa y qué no de la sangre a la
orina. En general decimos que la membrana glomerular hace posible el paso libre de sustancias neutras de
hasta 4 nm de diámetro y excluye casi por completo las que tienen un diámetro mayor de 8 nm. Todos los
solutos disueltos en el plasma pasan con facilidad a la cápsula de Bowman, las proteínas plasmáticas en
cambio resultan masivamente excluidas del ultrafiltrado debido a su tamaño y carga negativa.
El ultrafiltrado que ingresa a la cápsula pasa a la luz del túbulo contorneado proximal, cuya pared está
formada por una única capa de células cuboidales que poseen en su cara apical un borde ribete “en cepillo”
formado por millones de microvellosidades que incrementan el área superficial de reabsorción. En este nivel,
el agua, NaCl, y otras moléculas necesarias para el cuerpo son reabsorbidas: transportadas de nuevo a la
circulación, a capilares peritubulares circundantes. La glucosa y los aminoácidos también se reabsorben en
este punto. Luego el líquido sigue su camino por el asa de Henle, que posee una rama descendente y una
rama ascendente, que en su mayor parte son de paredes delgadas permeables ya que continúa el proceso
de reabsorción y secreción tubular (algunos solutos pasan de la luz del túbulo a la sangre y otros al revés).
3°
2°
1°
4°
Formación de la orina: esquema simplificado de la nefrona
388
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Luego se continúan por el túbulo contorneado distal que finalmente desemboca en el túbulo colector. Los
túbulos contorneados distales de varias nefronas se fusionan para constituir los túbulos colectores, que
tienen un largo de 2 cm aproximado y que pasan a través de la corteza y la médula renal para desembocar
en los vértices de las pirámides medulares.
El epitelio de los túbulos colectores está formado por células principales y células intercaladas:
 Las principales intervienen en la reabsorción de sodio y en la de agua. Esta reabsorción a nivel de los
túbulos colectores se ve estimulada por la hormona vasopresina o antidiurética, hormona que
estimula los canales de acuaporina para la reabsoción de agua para retenerla en el cuerpo cuando es
necesario.
 Las células intercaladas se ocupan de la secreción de ácido y del transporte de bicarbonato (HCO3-)
regulando el pH de la orina.
Aparato yuxtaglomerular
El aparato yuxtaglomerular es una estructura renal que regula el funcionamiento de cada nefrona. Su
nombre proviene de su proximidad al glomérulo: se localiza en una zona de contacto entre la arteriola
aferente -que llega al glomérulo por el polo vascular-, y la mácula densa que es una zona ubicada donde se
une el asa de Henle con el túbulo contorneado distal, y que se encuentra también aledaña al glomérulo.
Esta localización es fundamental para su función, ya que le permite detectar tanto variaciones en la presión
de la sangre que llega al glomérulo por la arteriola aferente, como la composición del filtrado final que sale
de la nefrona, antes de verterse en el túbulo colector. En función de las variaciones detectadas, esta
estructura secreta la hormona renina, fundamental en la regulación de la homeostasis corporal. La renina
activa el sistema o eje “renina-angiotensina-aldosterona”, suele secretarse en casos de hipotensión arterial y
de baja volemia. La aldosterona ayuda también a controlar el equilibrio hídrico y de sales del cuerpo,
mientras que la angiotensina es un potente vasoconstrictor.
389
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
SISTEMA NERVIOSO
El sistema nervioso en conjunto con el endócrino son los principales encargados de coordinar y controlar la
función de los otros sistemas. Constituyen las funciones de RELACIÓN. Mantienen a las diferentes células del
organismo conectadas e integradas, mediante mecanismos de comunicación endócrina, parácrina, neural
(sináptica), directa, etc. para que cada célula individual pueda funcionar como parte de un conjunto. Son
piezas claves en la adaptación del organismo a los cambios que ocurren en el medio interno y externo.
Recordemos que si la distancia entre las células a comunicar es amplia, una de ellas vierte a la sangre un
mensajero químico o ligando (en este caso “hormona”) para que pueda llegar al receptor de la célula blanco
y desencadenar la respuesta. Éste es el medio de comunicación del sistema endócrino. El sistema nervioso
en cambio utiliza la comunicación neural, que es un tipo de comunicación parácrina ya que el mensajero
químico sólo debe atravesar el espacio entre ambas células. En las neuronas ésta es la sinapsis y el
mensajero se llama “neurotransmisor”. A través de las neuronas -sus axones- las señales eléctricas llegan a
los lugares más lejanos del cuerpo en una fracción de segundo.
Clasificación anatómica y funcional del Sistema Nervioso
 El sistema nervioso se clasifica según su anatomía en Sistema nervioso central (SNC) que consta del
encéfalo y la médula espinal, protegidos por el cráneo y la columna vertebral respectivamente; y el Sistema
nervioso periférico (SNP), que consta de 12 pares de nervios craneales y 31 pares de nervios espinales que
comunican el SNC con todos los tejidos del cuerpo.
El SNC recibe información -impulsos eléctricos- provenientes de neuronas sensoriales que traen estímulos
provenientes de los órganos de los sentidos, así como calor, frío, dolor, etc. de todo el cuerpo; y a la vez
envía información motora a los músculos y glándulas. Existen neuronas de asociación dentro del SNC que
tienen la función justamente de hacer de nexo (función integradora) entre lo sensorial y lo motor, asociando
respuestas motrices a estímulos sensitivos. Ej: los reflejos, como tocar algo caliente (estímulo sensitivo) y
sacar rápidamente la mano (orden motora).
390
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El SNC, en el encéfalo, también tiene la capacidad de aprendizaje y memoria, permite que la conducta se
modifique por la experiencia. Las emociones, la percepción de uno mismo y la conciencia, son creaciones del
encéfalo.
 El sistema nervioso tiene otra clasificación. Según su aspecto funcional encontramos el Sistema nervioso
somático (SNS), y el Sistema nervioso autónomo o vegetativo (SNA), que se subdivide en Simpático y
Parasimpático, y es el que gobierna la vida involuntaria, es el que contrae o relaja los músculos lisos de los
vasos sanguíneos, bronquios o sistema digestivo, dilata o contrae las pupilas, el que regula la frecuencia
cardíaca, produce adrenalina en una situación de estrés, etc. Lo veremos bien más adelante.
Las células del sistema nervioso
Hay dos tipos de células en el tejido nervioso: la neurona,
que es la protagonista porque es quien produce y conduce
impulsos electroquímicos; y las células gliales o neuroglia,
que son células de sostén de distintos tipos (microglia,
astrocitos, oligodendrocitos, células de Schwann, etc.) que
desempeñan todo el resto de funciones que las neuronas
no hacen: se encargan de nutrir las neuronas, de la
cicatrización de heridas, de la defensa inmunológica, y de
formar las vainas de mielina para aislar eléctricamente los
axones y hacerlos más eficientes. Son las que están “detrás
de cámara”, pero sin ellas las neuronas no podrían lucirse.
Son cinco veces más abundantes que las neuronas y a
diferencia de ellas, sí se dividen por mitosis, por lo que una masa tumoral en tejido nervioso salvo raras
excepciones es producto de células gliales (glioma).
Los tipos de células gliales son:

Astrocitos: Los astrocitos son las principales y más numerosas células gliales. Se encargan de
aspectos básicos para el mantenimiento de la función neuronal, entrelazándose alrededor de la
neurona para formar una red de sostén, y actuando así como una barrera filtradora entre la sangre y
la neurona.

Oligodendrocitos: se encargan de formar la vaina de mielina que envuelve los axones neuronales en
el SNC. En el SNP esta función está a cargo de las células de Schwann.

Ependimocitos: producen líquido cefalorraquídeo

Microglia: Representan a los macrófagos del sistema nervioso central. Son parte del sistema
inmunitario. Están inactivas en el SNC normal, pero en caso de inflamación o de daño, la microglía
fagocita bacterias y restos de neuronas muertas.
391
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La neurona por su parte está formada por un
cuerpo y sus prolongaciones: un axón largo y
dendritas. El impulso eléctrico se produce en el
cuerpo y viaja por el axón hasta llegar a las
dendritas terminales donde contacta con otra
neurona en uniones llamadas sinapsis. Allí, en
la membrana presináptica la neurona emisora
libera un neurotransmisor al espacio diminuto
entre ambas células, el cual se une a
receptores específicos en la membrana
postsináptica ya perteneciente a la célula
blanco. Se producen respuestas tan breves
como un reflejo o de larga duración como el
aprendizaje.
Desde un punto de vista macroscópico, el SNC está compuesto de sustancia gris y sustancia blanca. La
sustancia gris es donde están concentrados los cuerpos neuronales y las dendritas, y en el encéfalo la
tenemos en la corteza (superficie) y en zonas más profundas conocidas como núcleos. La sustancia blanca es
todo el resto: debajo de la corteza y rodeando los núcleos, y representa los tractos de axones que como
están rodeados de vainas de mielinas (lípido), se ven blancos. En el sistema nervioso periférico, los cuerpos
neuronales corresponden a los ganglios del SNP.
SNC: el Cerebro
El cerebro es la porción de mayor tamaño del encéfalo y ocupa un 80% de su masa, desempeña casi todo lo
que se considera que son funciones superiores del encéfalo, como las funciones mentales. Consta de dos
hemisferios -conectados por un tracto de fibras llamado cuerpo calloso- cada uno de los cuales posee 5
lóbulos, cuatro de los cuales son visibles desde la superficie: frontal, parietal, temporal y occipital. La ínsula
es más pequeña y se encuentra en planos profundos, cubierta por los anteriores. Los lóbulos se hallan
separados por surcos o cisuras grandes. Dentro de cada lóbulo, otros surcos más pequeños los subdividen a
su vez en circunvoluciones.
392
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El lóbulo FRONTAL es la porción anterior, separada del lóbulo PARIETAL por un surco llamado surco
central o “cisura de Rolando”:

Delante de este surco, perteneciente al lóbulo frontal, encontramos una zona llama área motora
primaria o circunvolución precentral o prerrolándica. Aquí se originan los impulsos motores para
todos los músculos voluntarios del cuerpo.
 Detrás de este surco, perteneciente al lóbulo parietal, encontramos una zona llama área sensitiva
primaria o circunvolución postcentral o postrolándica. Aquí llegan los impulsos y percepciones
somatestésicas, que son sensaciones que surgen a partir de receptores cutáneos, musculares,
tendinosos y articulares.
El lóbulo frontal también se asocia con la conciencia y la conformación de la personalidad.
El lóbulo TEMPORAL contiene centros auditivos que reciben fibras sensitivas desde la cóclea de cada
oído. También participa de la interpretación y asociación de la información auditiva y visual. El lóbulo
OCCIPITAL es el área primaria de la cual depende la visión y coordinación de movimientos oculares.
La ÍNSULA está implicada en la codificación de la memoria y, especialmente su porción más anterior, está
relacionada con el sistema límbico. La ínsula se está convirtiendo en el foco de atención por su función en la
experiencia subjetiva emocional y su representación en el cuerpo. Esta región empareja estados viscerales
emocionales que están asociados con experiencia emocional, dando cabida a los sentimientos de
consciencia. Sería la responsable de la sensación de “nudo en el estómago” frente a una situación de
disgusto emocional. Juega un importante papel en la experiencia del dolor y la experiencia de un gran
número de emociones básicas, incluyendo odio, amor, miedo, disgusto, felicidad y tristeza. También se
asocia a las adicciones: se ha demostrado que fumadores de tabaco tras sufrir un daño en la corteza insular,
por ejemplo por un golpe, ven desaparecida su adicción al tabaco.
393
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
SNP: Pares craneales y Nervios espinales
EL SNP está compuesto por nervios que comunican el SNC con el resto del cuerpo, a partir de nervios que
salen del encéfalo (pares craneales) y de la médula espinal (nervios espinales), más agregaciones de cuerpos
neuronales ubicados fuera del SNC que son los ganglios nerviosos.
 Pares craneales: Son 12 pares de nervios, bilaterales, designados por números romanos y por nombres.
Los números están ordenados según la ubicación de cada nervio, desde adelante hacia atrás, mientras que
los nombres indican las estructuras que inervan o su principal función. Casi todos son nervios “mixtos” es
decir que tienen tanto fibras sensitivas como motoras. Los pares craneales son:












Par I: olfatorio. Es sensorial, lleva información de olfacción.
Par II: óptico. Es sensorial, lleva información de visión.
Par III: motor ocular común. Es motor, de la mayoría de los músculos del ojo.
Par IV: patético o troclear. Es mixto, y también es ocular.
Par V: trigémino. Es mixto, pero principalmente sensitivo, lleva la sensibilidad de prácticamente toda
la cara.
Par VI: motor ocular externo. Es mixto, y junto al III y IV, es el tercer nervio dedicado al ojo.
Par VII: facial. Es mixto, lleva tanto sensibilidad de la cara, como información motora para los
músculos de la cara.
Par VIII: vestíbulo-coclear o auditivo. Es sensorial, tanto de la audición como del equilibrio.
Par IX: glosofaríngeo. Es mixto, participa de la deglución.
Par X: vago o neumogástrico. Es mixto, su parte motora es principalmente parasimpática. Es el más
largo, lleva información parasimpática al corazón, pulmones y hasta tubo digestivo. Se dice que
“vaga” por el cuerpo.
Par XI: accesorio o espinal. Es motor, controla músculos que permiten mover cabeza, cuello y
hombros.
Par XII: hipogloso. Es motor, principalmente de los músculos de la lengua.
Nemotecnia:
"Oh, Oh, Mamá, PApá, Tengo Mini FAlda, Ahora mis GLúteos VAn a EStar Helados” 
I II III
IV
V
VI VII VIII
IX
X
XI
XII
394
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
 Nervios espinales: hay 31 pares: 8 cervicales, 12 torácicos, 5 lumbares, 5 sacros y 1 coccígeo, de acuerdo
con la región de la columna vertebral de la cual surgen. Cada nervio espinal es un nervio mixto compuesto
de fibras motoras y sensoriales. Estas fibras están juntas en el nervio pero se separan cerca de la fijación del
nervio a la médula, lo cual produce 2 raíces para cada nervio: la raíz posterior es la sensitiva y la anterior es
la motora, para los músculos esqueléticos. El cuerpo celular de la neurona motora está dentro de la
sustancia gris de la médula.
Sistema Nervioso Autónomo
El SNA ayuda a regular las actividades del músculo cardíaco, los músculos lisos y las glándulas, efectores que
por lo general no están bajo control voluntario. Encontramos músculo liso por ejemplo en los vasos
sanguíneos, en los bronquios, en el tubo digestivo, etc. El impulso se conduce desde una neurona que nace
en el SNC, la cual hace sinapsis con una segunda neurona autonómica -a nivel de un ganglio nervioso- la cual
ya es la que inerva los efectores involuntarios. Es decir que es una vía nerviosa de sólo 2 neuronas: la
neurona preganglionar y la neurona postganglionar.
Una diferencia entre el SNA (involuntario) y el SNS (voluntario), es que la neurona somática que llega al
músculo efector, al liberar el neurotransmisor (acetilcolina) siempre genera estímulo de contraer el músculo
esquelético. En cambio la neurona autonómica al liberar el neurotransmisor (acetilcolina o noradrenalina) a
veces genera contracción y a veces relajación del músculo liso. Ejemplo: el nervio vago (par craneal X) que
regula en forma autónoma la frecuencia cardíaca, cuando aumenta su actividad, lleva a la disminución de la
frecuencia: bradicardia. Cuando el nervio vago disminuye sus estímulos, aumenta la frecuencia: taquicardia.
 El SNA se divide funcionalmente en 2 partes, que son antagonistas entre sí: la división parasimpática y la
división simpática
395
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
División parasimpática
También conocida como división craneosacra porque sus fibras preganglionares se originan por un lado en
el encéfalo y por otro en el segundo a cuarto niveles sacros de la columna vertebral. Estas fibras
parasimpáticas preganglionares hacen sinapsis en ganglios que están ubicados cerca, más bien dentro, de los
órganos inervados, es decir, lejos de su origen. Por este motivo la neurona o fibra preganglionar es larga, y la
neurona o fibra postganglionar es corta (está dentro del órgano).
 El principal nervio que lleva inervación parasimpática del encéfalo al cuerpo es el nervio vago, que
termina inervando corazón, pulmones, esófago, estómago, páncreas, hígado, intestino delgado y la mitad
superior del intestino grueso.
 Las fibras preganglionares provenientes de los niveles sacros de la médula espinal proporcionan
inervación parasimpática a la mitad inferior del intestino grueso, recto, y los sistemas urinario y reproductor.
División simpática
También conocida como tóraco-lumbar porque sus fibras preganglionares se originan en los niveles torácico
y lumbar de la columna vertebral. Estas fibras preganglionares son cortas, hacen sinapsis con ganglios
cercanos a su origen, ubicados al lado de la columna vertebral, llamados ganglios paravertebrales, que
forman una cadena ganglionar. De ahí sigue le neurona postganglionar que es larga, hasta el órgano efector.
Otra modalidad relacionada con la división simpática la constituye el llamado sistema simpático-adrenal.
Hay axones preganglionares -los que forman parte del nervio esplácnico- que en vez de llegar a un ganglio
donde encuentran a la segunda neurona (postganglionar), van a inervar a la médula suprarrenal, que es la
parte central de la glándula suprarrenal. La médula está formada por células cromafines que son
equivalentes a las segundas neuronas simpáticas, que se han transformado en células secretoras endócrinas,
productoras de adrenalina y de noradrenalina. Por lo tanto el sistema simpático estimula la secreción de
estas hormonas en la médula suprarrenal, que ya siguen su camino por la sangre y constituyen importantes
efectoras simpáticas.
Funciones del sistema nervioso autónomo
 El SNA simpático activa al cuerpo para responder a situaciones de emergencia, su acción se ha resumido
acertadamente en la frase: “para luchar o huir”. La activación masiva del sistema simpático aumenta la
frecuencia cardíaca, la glucemia, desvía la sangre a los músculos esqueléticos (desde los órganos viscerales y
la piel), dilata los bronquios, dilata las pupilas, se favorecen procesos catabólicos en general.
Todos los efectos se deben a la liberación de noradrenalina por parte de las neuronas postganglionares y de
adrenalina y noradrenalina por la médula suprarrenal. Estos neurotransmisores/hormonas llegan a los
órganos blanco desencadenando todas estas respuestas.
 El SNA parasimpático en cambio no tiene una frase universalmente reconocida para describir sus
acciones, que son más difusas. Pero como en general sus acciones son opuestas a las de la división simpática,
se puede describir como “para el reposo y digestión”. Entre sus acciones están disminuir la frecuencia
cardíaca, la glucemia, activar al tubo digestivo, contraer los bronquios, contrae las pupilas, se favorecen
procesos anabólicos en general.
396
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El neurotransmisor más común liberado por las fibras postganglionares cortas, es la acetilcolina.
 En el siguiente esquema vemos las acciones de cada sistema, en general antagonistas, y también la
representación anatómica: las fibras parasimpáticas salen del encéfalo y de la región sacra, y son largas,
haciendo sinapsis en ganglios dentro de los órganos efectores. Las fibras simpáticas en cambio salen de la
zona torácica (dorsal) y lumbar, y son cortas, haciendo sinapsis en ganglios paravertebrales.
397
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
SISTEMA ENDÓCRINO
El sistema endocrino, también llamado sistema de glándulas de secreción interna, es el conjunto de órganos
y tejidos del organismo que segregan un tipo de sustancias llamadas hormonas, que son liberadas al
torrente sanguíneo y regulan varias de las funciones del cuerpo. Es un sistema de señales que guarda
algunas similitudes con el sistema nervioso, pero en lugar de utilizar impulsos eléctricos a distancia, funciona
exclusivamente por medio de sustancias (señales químicas) que se liberan a la sangre.
Algunas hormonas tienen receptores en órganos muy específicos, por ejemplo la hormona
adrenocorticotrofina (ACTH) -producida por la hipófisis- sólo tiene acción sobre la corteza suprarrenal
estimulándola para que a su vez secrete la hormona cortisol. Pero otras hormonas tienen acciones más
difusas, ya que encuentran receptores distribuidos en varios tejidos distintos, como la hormona tiroxina (T4)
-producida por la glándula tiroides- que incrementa la velocidad de muchas reacciones químicas en casi
todas las células del cuerpo. La respuestas de las células diana a las hormonas puede durar desde unos
segundos a horas, días, etc., incluso ser permanentes como por ejemplo el crecimiento de los huesos en la
infancia.
Los múltiples sistemas hormonales del cuerpo intervienen en la regulación de casi todas las funciones del
mismo, incluidos el metabolismo, el crecimiento y desarrollo, el equilibrio hidroelectrolítico, la reproducción y
el comportamiento. En la siguiente figura se muestra la localización anatómica de las principales glándulas y
tejidos endócrinos del cuerpo, y se indica qué hormonas produce.
398
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Estructuras y funciones del sistema endócrino
El hipotálamo y la hipófisis, como veremos, son las principales glándulas que regulan el funcionamiento de
todas las otras, son los “directores de la orquesta endrócrina”. El hipotálamo produce hormonas que
estimulan o inhiben a la hipófisis, y ésta produce hormonas para estimular todas las restantes glándulas.
Las glándulas tiroides y paratiroides influyen en el metabolismo (velocidad de las reacciones químicas) y en
el metabolismo del ión Ca++, regulando su concentración en sangre (calcemia). Producen hormonas tiroideas
(T3 y T4) y paratohormona respectivamente.
El páncreas tiene funciones digestivas pero también endócrinas regulando la concentración de la glucosa en
sangre (glucemia), a partir de la secreción de insulina y glucagón.
Las gónadas -ovarios y testículos- producen tanto gametas como hormonas sexuales, regulando
mecanismos asociados a la reproducción.
Las glándulas suprarrenales secretan hormonas que regulan el metabolismo y las respuestas al estrés. Estas
hormonas son cortisol, aldosterona y tetosterona producidas en la corteza suprarrenal, y adrenalina y
noradrenalina producidas en la médula suprarrenal.
La glándula pineal (produce melatonina), el timo (produce timosinas), los riñones (produce eritropoyetina y
renina), el corazón (produce péptido natriurético atrial), el tubo digestivo (produce gastrina, secretina,
colecistoquinina, entre otras) y el tejido adiposo (produce leptina) también funcionan, en algún punto,
como glándulas endócrinas.
¿Cómo actúan las hormonas?
Las hormonas son mensajeros químicos de muy diversas
naturalezas químicas (peptídicas, proteicas, derivadas de
aminoácidos, esteroidales, etc.) algunas hidrosolubles y otra
liposolubles. Todas son secretadas por una célula emisora a la
sangre, por medio de la cual llegan a la célula diana que tiene
receptores específicos y donde desencadenan la respuesta. La
hormona en el torrente sanguíneo llega a todas las células del
cuerpo, pero sólo van a responder células y tejidos que posean
receptores específicos para la misma. Los tejidos que no posean
receptores, no se inmutan en presencia de la hormona. Ejemplo:
la oxitocina es capaz de contraer el músculo liso del útero durante el trabajo de parto- y de contraer las células
mioepiteliales que en la glándula mamaria producen la eyección
de la leche durante la lactancia, porque tanto el miometrio como
la glándula mamaria tienen receptores para oxitocina, pero no
actúa sobre los demás músculos (esqueléticos o cardíaco por ejemplo) ya que éstos no tienen receptores
apropiados.
399
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El mecanismo de acción de la hormona depende de si posee receptores membranosos o intracelulares:
 Receptores membranosos: aquí se ubican los receptores de hormonas hidrosolubles: las derivadas de
aminoácidos y las peptídicas en general, como por ejemplo la insulina. Como son polares, no les gustan los
lípidos y no pueden por lo tanto atravesar la membrana plasmática libremente (que como sabemos es una
capa doble de puros fosfolípidos). Por este motivo tienen receptores expuestos en la membrana. Cuando el
receptor se activa, se generan una serie de reacciones químicas que transducen el mensaje químico al
interior de la célula, mediante la activación de segundos mensajeros en cascada. Esto amplifica
enormemente la respuesta, ya que cada hormona activa moléculas (como por ejemplo la proteína G) que
cada una activa varias moléculas que a su vez cada una activa varios segundos mensajeros. Generalmente el
resultado final es la activación o inhibición de proteínas y enzimas citoplasmáticas que por lo tanto aumenta
o disminuye alguna reacción química particular, o la lleva a liberar vesículas, etc. Ejemplos de segundos
mensajeros intracelulares son el AMP cíclico, el Ca++, el diacilglicerol (DAG) y el inositol trifosfato (IP3).
 Receptores citosólicos o nucleares: estos son los receptores de hormonas liposolubles: las esteroideas como por ejemplo las hormonas sexuales y las hormonas de la corteza suprarrenal- y las hormonas tiroideas.
Como son apolares, difunden fácilmente por la membrana y llegan a contactar directamente con receptores
intracelulares, ya sea en el citoplasma o en el núcleo. El complejo hormona-receptor se une al ADN en la
región promotora de genes específicos y estimula la transcripción del ARN para dirigir la síntesis de alguna
proteína en particular. Este control mecanismo de acción se llama “genómico”.
400
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Retroalimentación negativa y positiva
La liberación de hormonas es regulada por mecanismos de retroalimentación, en inglés “feedback”.
Tenemos dos tipos:
 Feedback negativo: Es la manera de controlar y regular la liberación de la mayoría de las hormonas. El
feedback negativo implica que los cambios o respuestas generados por una hormona, cuando llegan a un
determinado nivel, son detectados en el cuerpo y ese estímulo basta para inhibir la secreción de la misma.
Ejemplo: las glándulas paratiroides, que son 4 pequeños discos de células endócrinas ubicadas detrás de la
tiroides, producen paratohormona. La principal función de ésta es aumentar el calcio en la sangre
(calcemia). Si los niveles de Ca2+ bajan en la sangre por cualquier motivo, se estimula la producción de
paratohormona para que active mecanismos que aumentan el Ca2+ en la sangre: estimula a los huesos para
que liberen el Ca2+ contenido en ellos a la sangre, y estimula al riñón para que reabsorba más calcio así lo
devuelven a la sangre en vez de permitir su eliminación en la orina. El mismo Ca+2 en altas concentraciones
en la sangre es el que inhibe a la glándula para que deje de producir paratohormona (retroalimentación
negativa). De esta forma se asegura la homeostasis del calcio.
El feedback negativo en el cuerpo es la base de la homeostasis. Todos nuestros procesos fisiológicos se
regulan a través de sistemas de retroalimentación negativa.
 Feedback positivo: Hay muchos menos ejemplos. El feedback positivo implica que el cambio
generado por la hormona, genera más liberación de la hormona en vez de su bloqueo. Aumenta el efecto y
esto genera más producción de hormona, y más efecto, y así sucesivamente. Este círculo vicioso en algún
momento debe terminar o la variable en cuestión llegaría a un límite que no sería compatible con la vida.
Por ello todo mecanismo de feedback positivo es temporal y se circunscribe en un sistema de feedback
negativo mayor. Ejemplo: la oxitocina en el trabajo de parto. Esta hormona estimula las contracciones
uterinas en el trabajo de parto, momento en que se libera masivamente. Estas contracciones empujan la
cabeza del bebé contra el cuello del útero lo que genera su dilatación. La dilatación del cuello del útero envía
401
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
señales nerviosas al cerebro de la madre lo que genera mayor producción de oxitocina. Ésta genera más
contracciones uterinas lo que lleva a más dilatación del cuello, y por lo tanto más liberación de la hormona.
Este círculo vicioso termina tras el parto, cuando la liberación de oxitocina se detiene.
Ejemplo de feedback negativo: el hipotálamo produce una hormona que estimula la producción de TSH por parte de la hipófisis. A su
vez, la TSH estimula la producción de hormonas tiroideas -como la tiroxina- por la glándula tiroides. Cuando la tiroxina alcanza cierto
nivel de concentración en sangre, ella misma es la que inhibe al hipotálamo y a la hipófisis a que dejen de estimular su producción.
Video: Retroalimentación en el ciclo menstrual
El Hipotálamo controla las secreciones de la Hipófisis
El HIPOTÁLAMO se encuentra en el cerebro y lo conforman un cúmulo de células neurosecretoras
(neuronas que liberan sus neurotransmisores a la sangre) la cuales secretan hormonas peptídicas según
determinados estímulos. La glándula HIPÓFISIS por su parte es una pequeña glándula de menos de 1 cm
de diámetro y 1 gramo de peso que está justo debajo del hipotálamo, unido al mismo por un tallo. Las
secreciones de la hipófisis se ven reguladas -estimuladas o inhibidas- por las hormonas liberadoras o
inhibidoras que secreta el hipotálamo. Ejemplo: para producir y liberar la hormona ACTH, la hipófisis
requiere de la llegada de la hormona “liberadora de ACTH” que produce el hipotálamo.
402
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
La hipófisis se divide en dos porciones: Adenohipófisis (anterior) y neurohipófisis (posterior).
 La hipófisis anterior o adenohipófisis: ocupa el 75% del peso total de la glándula. Está integrada por
varias células productoras y secretoras de hormonas que dependen de la regulación por parte de las
hormonas hipotalámicas. Las hormonas que secreta son:
 Prolactina:
Estimula el desarrollo de las glándulas mamarias y la producción de leche. No existe una función normal
conocida de la prolactina en los hombres.
 Hormona de crecimiento (GH):
Actúa sobre varios tejidos del cuerpo incrementando la síntesis proteica (hormona anabólica). Regula el
metabolismo de glúcidos y lípidos. En la niñez estimula el crecimiento de los huesos, influyendo en la
estatura final del adulto. Un exceso de producción de esta hormona en la niñez provoca gigantismo y una
insuficiencia provoca enanismo. En el adulto sigue siendo importante, mantiene el equilibrio correcto entre
el tejido muscular, óseo y graso del organismo.
 Gonadotrofinas: Hormona folículo-estimulante (FSH) y Hormona luteinizante (LH):
Actúan sobre las gónadas (ovarios y testículos) promoviendo la gametogénesis y la producción a la vez de
hormonas sexuales (esteroideas) por parte de éstas. A los ovarios los induce a la producción de estrógenos como estradiol- y progestágenos -como progesterona-, y a los testículos los induce a producir andrógenos,
como la testosterona. Estas hormonas están presentes desde la etapa fetal en adelante, con un importante
pico en la pubertad durante la cual estimulan la maduración del sistema reproductor y el desarrollo de los
caracteres sexuales secundarios: en varones vello púbico, axilar, corporal y facial, desarrollo muscular,
cambio de la voz; en mujeres vello púbico y axilar, desarrollo de las mamas, regulación del ciclo menstrual. A
partir de acá afectan el comportamiento y la función cerebral durante toda la vida.
 Adrenocorticotrofina (ACTH):
Estimula a la corteza suprarrenal (o “adrenal”) para que ésta produzca y libere sus hormonas esteroideas
adrenales:
 Glucocorticoides: como el cortisol. importante para el metabolismo de glúcidos, lípidos y
proteínas; y en el control de las respuestas al estrés.
 Mineralocorticoides: como la aldosterona. Regula el metabolismo hidrosalino. Favorece la
retención de Na+ por parte del riñón (su reabsorción en los túbulos de la nefrona) y con él, la
403
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros

retención de agua, ya que el Na+ tiene poder osmótico y atrae agua. Entonces regula la
natremia (concentración de Na+ en sangre). Recordemos que el sodio es un ión de vital
importancia para asegurar un adecuado potencial de membrana, necesario para la
producción de señales eléctricas por ejemplo. La secreción de aldosterona es inducida
también por la angiotensina II, hormona que depende de renina producida por el riñón:
sistema renina-angiotensina-aldosterona.
Testosterona: tanto en varones como mujeres, la corteza suprarrenal produce una pequeña
cantidad de testosterona. En las mujeres un exceso de esta hormona puede generar
síntomas de virilidad. Se cree que las antiguas “mujeres barbudas” de circo, padecían esta
condición, tal vez por tumores en la glándula suprarrenal.
 Tirotrofina (TSH):
Estimula a la glándula tiroides para que produzca y libere sus hormonas: las hormonas tiroideas: T3
(triyodotironina) y T4 (tiroxina). Las cuales influyen en el metabolismo celular. Son derivados aminoácidos
que contienen yodo. Elevan el índice metabólico de muchas células del cuerpo y se requieren para el estado
de alerta mental, para la concentración, etc. En el niño ayudan a regular el crecimiento y el desarrollo del
sistema nervioso, por lo que una insuficiencia no diagnosticada a edad temprana puede provocar
cretinismo: una condición caracterizada por retraso tanto mental como del desarrollo físico.
La glándula tiroides también produce cacitonina cuya función es bajar la calcemia si está elevada, siendo así
la antagonista de la paratohormona que produce la glándula paratiroides.
 Hormona melanocito-estimulante (MSH):
Estimula la producción de melanocitos en la piel, quienes producen el pigmento melanina. En el ser humano
la zona de la hipófisis que la produce -un lóbulo medio entre la adenohipófisis y la neurohipófisis- está
atrofiado, sus funciones son más visibles en peces, anfibios y reptiles.
 La hipófisis posterior o neurohipófisis consiste principalmente en una red de capilares y las
terminaciones de células neurosecretoras cuyos cuerpos celulares se encuentran en el hipotálamo. Contiene
por lo tanto axones y terminales axonales. Es decir, no produce sus propias hormonas, aquí se liberan
hormonas que se produjeron en el hipotálamo pero cuyos axones terminan a este nivel y se vuelcan a la
sangre. Estas hormonas son:
 Hormona antidiurética o vasopresina (ADH):
Ayuda a prevenir la deshidratación, su función es retener agua. Para ello expone acuaporinas en los túbulos
colectores de la nefrona renal, para aumentar la reabsorción de agua, concentrando más la orina. Se llama
antidiurética porque “evita la diuresis” (orinar). También tiene función vasoconstrictora. El alcohol inhibe la
liberación de ADH aumentando la cantidad de orina, lo que podría llevar a la deshidratación. Esta
deshidratación/sobrehidratación es la causa de la conocida “resaca”.
 Oxitocina:
Provoca las contracciones del músculo uterino durante el parto (ejemplo de retroalimentación positiva). Así
mismo dispara el “reflejo de bajada de la leche” durante el amamantamiento, contrayendo las células
mioepiteliales (pequeños músculos) de la glándula mamaria ante el estímulo de la succión del bebé para que
la leche sea liberada hacia el pezón.
404
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
El eje hipotálamo-hipofisario:
inhiben
Retroalimentación negativa
405
Biología
QUANTUM Ingreso a Medicina UNC- Prof. Cristian Quinteros
Otras glándulas endócrinas
Hemos visto que muchas glándulas endócrinas dependen en forma directa del estímulo de las hormonas
hipofisarias para su funcionamiento: la glándula mamaria, las gónadas, la corteza adrenal, la tiroides. Pero
en el cuerpo existen otras glándulas que no dependen del eje hipotálamo-hipofisario. Éstas son:
Paratiroides: pequeñas glándulas del tamaño de un guisante ubicadas detrás de la tiroides que producen
paratohormona (PTH): regula el metabolismo del calcio. Su producción se ve afectada por la misma
calcemia: en hipocalcemia, se ve estimulada; en hipercalcemia se ve inhibida (retroalimentación negativa).
Páncreas: el páncreas es una glándula exócrina -porque libera enzimas al tubo digestivo- y a la vez
endócrina porque produce hormonas para la sangre. Es una glándula de “secreción dual”. Las hormonas que
produce son principalmente insulina (en células beta) y glucagón (en células alfa), las cuales regulan el
metabolismo de glúcidos y lípidos, de forma antagónica:

La insulina es una hormona hipoglucemiante: se libera cuando la glucosa está alta en sangre
(normalmente justo después de las comidas), y hace que la misma ingrese a los tejidos y se
almacene como glucógeno (glucógenogénesis). Cuando la glucosa ya está baja en sangre, se inhibe la
producción de insulina (retroalmentación negativa)
 El glucagón es el antagonista, es una hormona hiperglucemiante: se libera cuando la glucosa está
baja en sangre y promueve la glucogenólisis para que aumente glucosa disponible en sangre.
Si hay una deficiencia de producción de insulina (defecto en el páncreas), o una pobre respuesta de los
receptores a la misma (defecto en las células blanco), se produce diabetes mellitus, caracterizada por
hiperglucemia.
Glándula pineal: está entre los hemisferios del cerebro y produce melatonina, hormona asociada a la
regulación del ciclo vigilia-sueño. La melatonina promueve el sueño, se sabe que la oscuridad captada por los
ojos (noche) aumenta su producción; mientras que la luz (día) la inhibe. Se administra en forma exógena
como auxiliar para dormir cuando es apropiado.
Riñones: producen eritropoyetina, que estimula la formación de eritrocitos en la médula ósea; y renina,
que ayuda a retener líquido y aumentar la presión arterial si está baja, mediante la activación del eje reninaangiotensina-aldosterona.
Células del estómago e intestino: producen una gran variedad de hormonas en general de acción sobre el
mismo sistema digestivo: secretina, grelina, colecistoquinina, gastrina, entre otras.
Corazón: produce péptido natriurético atrial cuya acción es disminuir la volemia (volumen de líquido en
sangre) si está aumentada, mediante la inhibición de la ADH y de la aldosterona, para que el Na+ se secrete
más y se reduzca la reabsorción de agua.
Tejido adiposo: libera leptina, que estaría asociada a la sensación de “saciedad”. Ratones en laboratorio a
los que se les quitó el gen de la leptina, se volvieron obesos, y mientras que las inyecciones de leptina
hicieron que bajaran su masa corporal. En humanos aún no han sido alentadores los ensayos para demostrar
que la leptina tenga una acción directa sobre la causa o tratamiento de la obesidad.
406
Biología
QUANTUM- Ingreso a Medicina
Glosario de Proteínas
Alfa actinina: proteína ligadora - une filamentos de actina a sustancia
amorfa (microvellosidades) - participa en la unión del MF de actina a la
integrina (contacto focal) y a las cadherinas (desmosoma en banda)
Actina: proteína globular que se polimeriza formando microfilamentos de 6
a 8 nm (actina F) Participa en: microvellosidades y estereocilios, uniones
oclusivas, desmosomas en banda y contactos focales; ciclosis, citocinesis,
contracción muscular y migración celular; emisión de pseudópodos y
endocitosis
Adaptina: proteína que adapta el dominio citosólico del receptor a los
trisqueliones (cubierta de clatrina - endocitosis)
ADN polimerasa: enzima que catalizan las uniones fosfodiester en la sintesis
de ADN (Replicación)
 alfa: sintetiza las porciones de ADN que deben reemplazar al
secuencia de la insulina
cebador o primer
 delta: sintetiza la cadena contínua
 gamma: sintetiza la cadena discontinua o retrasada
Albúmina: proteína de síntesis hepática que representa el 60% del total de las proteínas plasmáticas. Interviene en
el transporte de sustancias y regula la presión osmótica en el interior de los vasos (presión oncótica)
Anquirina: proteína de unión entre la espectrina y la proteína transmembrana Banda 3 en el eritrocito
ATP sintasa: complejo F0-F1 - cataliza la síntesis de ATP a partir de ADP, un grupo fosfato y la energía suministrada
por un flujo de protones
ARN polimerasa: enzima que catalizan las uniones fosfodiester en la síntesis de ARN (Transcripción del ADN)
 I: ARN 45 S
 II: ARNm y la mayoría de ARNpn
 III: ARNt, ARNr 5 S, ARNpc y el resto de ARNpn
Cadherina: proteína transmembrana que participa en la adhesión celular, media la unión célula-célula. Son
dependientes de Calcio.
Capsómero: subunidades que forman la cápside viral
Catalasa: enzima que cataliza la formación de H20 y O2 utilizando H202 como sustrato en peroxisomas.
Catenina: Proteína ligadora que participa en la unión de los MF de actina y las cadherina en los desmosomas en
banda.
Caveolina: proteínas transmembrana que están presentes en las caveolinas
Chaperonas: familia de proteínas acompañan a las proteínas neoformadas, evitando su plegamiento prematuro y
asegurando que el mismo sea correcto
 HSP 60: polímero formado por chaperoninas que forma un tubo con una luz central donde se ubica la
proteína para favorecer su plegamiento correcto.
 HSP 70: monómero de forma cóncava que recibe a la primera porción de las proteínas sitetizadas en el
citosol.
 HSP 90: se asocia a proteínas destinadas al núcleo, como receptores citosólicos de hormonas.
CBP: Cap binding protein, proteína que se une al cap del extremo 5´del ARN mensajero y lo habilita para ejercer su
función codificadora en el citosol.
Clatrina: cubierta proteica formada por trisqueliones que participa en la formación de vesículas (Golgi -->
endosomas y las vesículas de secreción regulada) y en la endocitosis (formando vesículas cubiertas)
Colecistoquinina (CCK): hormona que se libera estimulada por la llegada de grasas al duodeno. Actúa sobre la
contracción de la vesícula biliar, que libera bilis a la 2da porción del duodeno y ejerce una acción detergente sobre
los lípidos.
Ciclina: proteínas de liberación cíclica que forma complejos con quinasas, capaces de regular el ciclo celular. (CG1 +
cdk2→ SPF = induce fase S / CG2 + cdc2 → MPF = induce fase M)
Cinetocoro: placas proteicas que se asocian a los laterales de los centrómeros de los cromosomas, a través del cual
se fijan las fibras cinetocóricas (del huso mitótico)
Conexinas: proteína transmembrana que forma la unión Nexus o GAP (6)
Colágeno: proteína fibrosa que abunda en la matriz extracelular.
Colecistoquinina (CCK): hormona
Cromatina: Nucleoproteía. ADN + histonas (proteínas básicas) se encuentra en el núcleo de células eucariotas
Biología
QUANTUM- Ingreso a Medicina
Desmina: filamentos intermedios presentes sobretodo en células musculares. En músculo liso se hayan unidos a
actina y en el musc. cardíaco asociado a desmosomas
Desmogleína: proteína transmembrana de la familia de las cadherinas, que se une hacia el lado citosólico a
filamentos de queratina y en el extracelular a su proteína homóloga de la célula vecina (desmosomas puntiformes)
Desmoplaquina: media la unión de cadherinas (desmogleína y desmocolina) a los filamentos intermedios de
queratina formando una placa densa (desmosomas puntiformes)
Desmocolina: proteína transmembrana de la familia de las cadherinas, que se une hacia el lado citosólico a
filamentos de queratina y en el extracelular a su homóloga de la célula vecina (desmosomas puntiformes)
Dineína ciliar: proteína motora con función ATPasa presente en cilios y flagelos, se ubica como brazos que parten
del MT A hacia el MT del par adyacente en el axonema.
Dinamina: MAP motora presente en axones neuronales
Elastina: proteína de estructura fibrosa
Espectrina: proteína filamentosa que forma parte de la red del citoesqueleto de los eritrocitos. también la
encontramos uniendo los filamentos corticales de actina en la base de las MV
Eritropoyetina: hormona sintetizada en el riñón que estimula la eritropoyesis en la médula ósea en respuesta a
hipoxia.
Exportina: proteína que se une a la señal NES y gestiona la salida de las proteínas hacia el citosol a través del
complejo del poro.
Filamina: contribuye a la formación de andamios ortogonales de actina, que da lugar a la formación de lamelipodios
y filopodios en el proceso de migración celular.
Fimbrina: proteína ligadora que une los MF de actina en el eje longitudinal de las MV
Fibrinógeno: proteína plasmática que interviene en la formación del coágulo. (hemostasia)
Fibronectina: proteína de la MEC, participa en la unión de integrinas a fibras colágenas (contacto focal), interviene
en la migración celular mediada por haptotaxis
Fodrina: proteína ligadora que une los dominios citosólicos de proteínas transmembranas (como bombas) a los MF
de actina corticales
Flagelina: componente de los flagelos en células procariotas
Filagrina: proteína ligadora que une filamentos de queratina
Gastrina: hormona secretada por las células G del estómago en presencia de alimentos ricos en proteínas, que
estimula la motilidad y la secreción gástrica de mucus y HCl.
Gelsolina: fragmenta los MF de actina para desarmar los andamios ortogonales, contribuyendo a la migración
celular. Dependiente de Ca
Globulinas: proteínas del plasma que intervienen en el transporte de lípidos, vitaminas liposolubles y participan en
la respuesta inmune (gamma globulinas A, D, E, G y M sintetizadas por plasmocitos)
Glucagón: hormona hiplerglucemiante, sintetizada por el pancreas endócrino en respuesta a un estado de
hipoglucemia. Estimula la neoglucogénesis y la glucogenólisis. Es una hormona catabólica.
Helicasa: enzima que degrada las uniones por puentes de H en el ADN y separa las cadenas para la replicación.
Hemoglobina: cromoproteína/metaloproteína formada por globina (apoproteína) + hemo (contiene Fe) presente en
los eritrocitos. Es la encargada de transportar los gases CO2 y O2 desde y hacia todas las células del organismo
Hidrolasas ácidas: enzimas que degradan compuestos, contenidas en los lisosomas (actúan a un pH < 5)
Hialuronidasa: enzima presente en el acrosoma del espermatozoide, digiere el ácido hialurónico que mantiene
unidas a las celulas foliculares de la corona radiada del ovocito (Reacción acrosómica)
Importina: heterodímero que se une a la señal NSL y media la translocación de las proteínas que deben ingresar al
núcleo con gasto de GTP.
Integrina: proteínas transmembranas que participan en la unión de la célula con elementos de la MEC. En
hemidesmosomas de unen a colágenos a través de laminina y en los contactos focales a través de fibronectina
Inmunoglobulinas: anticuerpos liberados por plasmocitos que se unen a antígenos específicos, formando el
complejo Ag-Ac
Insulina: hormona proteica hipoglucemiante que sintetiza el páncreas endócrino y se libera en respuesta a una
hiperglucemia (aumento de glucosa en sangre). Tiene efectos anabólicos.
Laminina: proteína de la MEC, media la unión de integrinas con fibras de colágeno de la lámina basal
(hemidesmosomas), abundante en la lámina Lúcida (porción de la lámina basal próxima al epitelio)
MAP: proteínas asociadas a microtubulos que pueden ser:
 reguladoras: gamma-tubulina, map tau, maps neuronales I y II
 motoras: dineína y quinesina (ciclosis), dinamina (en neuronas), dineína ciliar (movilidad de cilios y
flajelos)
 Ligadoras: nexina, radiales y proteínas de la vaina central.
Mioglobina: cromoproteína (+ Fe) (heteroproteína) muscular responsable del transporte y amacenamiento de O2
dentro del tejido muscular
Miosina: proteína motora asociada a actina, con actividad ATPasa y dependiente de Ca
Biología


QUANTUM- Ingreso a Medicina
I: posee una cabeza y una cola
II: posee una cabeza fibrosa y 2 cabezas en un extremo. Interviene en fenómenos de contracción muscular
y no muscular (citocinesis)
N1: proteína accesoria ligadora, ácida que media la unión entre las histonas H3 y H4
Nexina: proteína ligadora que une el MT A de un par periférico con el MT del par adyacente en la estructura de
axonema (9+2) (cilios y flagelos)
Nucleoplasmina: proteína accesoria ligadora, ácida que media la unión entre las histonas H2a y H2b
Ocludina proteína transmembrana que se une con proteínas homólogas de otra célula para formar una unión de
tipo oclusiva. Hacia el citoplasma se une a filamentos de actina.
P53: proteína supresora de tumores que controla el estado del ADN antes de que la célula ingrese a la fase S, y si
comprueba daño provoca la muerte celular (apoptosis)
Paxilina proteína ligadora que participa en el contacto focal uniendo la integrina con los MF de actina
Pepsina: enzima proteasa liberada por las células principales del estómago, en forma de zimógeno (pepsinógeno) y
activada por el HCl y la misma degradación peptídica (retroalimentación positiva)
Pilina proteína que conforma los pilis sexuales en bacterias (conjugación: transferencia de genes que provee
variabilidad genética y se relaciona con mecanismos de resistencia bacteriana)
Placoglobina proteína ligadora que participa en la unión de filamentos de actina a las cadherinas
transmembranarias en (desmosomas en banda) y los FI de queratina con los en los desmosomas puntiforme → aquí
forma una placa discoidal
Plactina proteína ligadora que une filamentos intermedios de VIMENTINA
Poro, complejo del
 Subunidad columnar: 8 proteínas que forman una pared cilíndrica en el sitio de unión entre la membrana
externa y la interna del núcleo. En los extremos interior y exterior forma anillos.
 Subunidad luminar: (anclaje) proteína que amarra las columnas a la envoltura nuclear.
 Subunidad anular: (radiales) se proyectan desde las proteínas columnares hacia el centro, haciendo que el
poro funcione como un diafragma.
 Fibrillas proteicas: cadenas proteicas que se proyectan hacia el interior del poro y hacia el citosol e
intervienen en el transporte de moléculas
Primasa: ARN polimerasa que sintetiza el cebador o primer (segmento de 10 nucleótidos de ARN) en los primeros
segmentos de la replicación.
Profilina Proteína reguladora que promueve la polimerización de los monómeros de actina
Ptialina: amilasa salival, enzima de degrada las uniones glucídicas de los hidratos de carbono durante la masticación
de los alimento, actuando hasta que el bolo alimentario llega la estómago.
Queratina filamento intermedio formado por monómeros de citoqueratina, abundante en epidermis, uñas, pelos,
glándulas y mucosas. Participa en la adhesión celular (forma parte de desmosomas y hemidesmosomas)
Quinesina proteína motora asociada a MT citosólicos que se encarga del transporte de organoides y vesículas
(ciclosis) hacia el extremo +.
Renina: hormona sintetizada por las células granulares del aparato yuxtaglomerula del riñón, que se libera en
respuesta a la hipotensión y estimula el eje renina-->angiotensina→ aldosterona. El resultado es un aumento de la
volemia y de la vasocontricción que genera un aumento de la PA.
Riboforina: proteína presente en la membrana del RER que media la unión de la subunidad mayor del
ribosoma (actúa como receptor y anclaje) También presente en carioteca.
RNPpno: ribonucleoproteínas (U3, U8, U13) participan en el procesamiento del ARNr y la formación de subunidades
ribosomales en la porción granular del nucleolo.
Secretina: hormona que se libera ante la llegada del quimo ácido al duodeno, y promueve la secreción de jugo
pancreático, (pancreas exócrino) rico en enzimas digestivas y HCO2Selectina: glucoproteínas y glucolípidos que median la unión de membranas plasmáticas de células que se unen
entre si de forma HETEROFÍLICA. Principalmente entre células del sistema inmunitario
Sinamina: proteína ligadora que une FI de desmina entre si
Talina proteína ligadora que participa en el contacto focal uniendo la integrina con los MF de actina
Telomerasa: enzima que dirige la replicación del ADN en la región del telómero.
Titina proteína más grande conocida hasta el momento. Presente en miocitos, actúa como un resorte en el
sarcómero (unidad funcional del musculo) evitando que se acorte de manera excesiva el sarcómero. Mantiene la
tensión de las fibras (no es proteína motora)
Timosina proteína que inhibe el nucleamiento del trimero de actinas G y su polimerización en el filamento en
crecimiento
Topoisomerasa: enzimas que en trabajo conjunto con la helicasa, disminuyen la tensión torsional acumulada en el
superenrollamiento de la cadena de ADN.
Transcriptasa inversa enzima presente en Virus ARN o retrovirus que sintetiza ADN a partir de una molécula de ARN
(es una ADN polimerasa)
Biología
QUANTUM- Ingreso a Medicina
Troponina T subunidad que empuja a la tropomiosina. Se encuentra unida a la troponina C
C subunidad activa del complejo, capaz de ligar Ca, produciendo un cambio conformacional que desplaza
a la troponina T y separa a la troponina I de la actina
I inhibe la interacción actina-miosina y la actividad ATPasa de miosina II
Tropomiosina proteína fibrosa que se sitúa entre la actina F y miosina II. (Cuando el complejo proteico de
troponinas se activa ante la presencia de Ca, la troponina T desplaza a la tropomiosina permitiendo la interacción
entre actina y miosina II)
Tubulina: familia de proteínas globulares que conforman tubulina alfa. beta y gamma. Las 2 primeras forman el
heteródimero (alfa-beta) responsable de la formación de microtúbulos
la Tubulina gamma, actúa como proteína reguladora en el centrosoma (matriz centrosómica)
Ubiquitina: reconoce la secuencia “PEST” en proteínas que deben ser degradadas, y participa en su transporte hacia
los proteasomas.
Vasopresina: hormona antidiurética sintetizada por las neuronas del hipotálamo, OJO! pero liberada por la
neurohipófisis (posterior) en respuesta a un aumento en la osmolaridad. Promueve la reabsorción de agua en el
TCD y primera porción del TC (células principales)
ZP: Familia de glucoproteínas de la membrana pelúcida que recubre al ovocito, que actúan como factores de
reconocimiento y adhesión frente a receptores del espermatozoide durante la fecundación.