Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina

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APUNTES ESTRUCTURA Y FUNCIÓN CELULAR Grado en Medicina Universidad de Lleida AprenAI 2026-2027 Apuntes completos de Estructura y Función Celular: biomoléculas, membranas, transporte, citoesqueleto, bioenergética, respiración, virus y procariotas.

APREN.AI Índice 1 Fundamentos Celulares y Macromoléculas Biológicas Clasificación General: Procariotas y Eucariotas Polímeros Biológicos y Reacciones de Condensación Carbohidratos: Estructura y Clasificación Lípidos: Diversidad y Funciones Proteínas: Arquitectura y Niveles Estructurales 2 Membrana Plasmática y Dinámica de Transporte Composición y Propiedades de la Bicapa Mecanismos de Transporte Pasivo Ósmosis, Diálisis y Respuestas Osmóticas Transporte Activo: Primario y Secundario 3 Citoesqueleto y Compartimentación Celular de Orgánulos Componentes Principales del Citoesqueleto El Núcleo y la Maquinaria de Síntesis El Sistema de Endomembranas y Orgánulos Degradativos Orgánulos de Conversión Energética 4 Bioenergética, Catálisis Enzimática y Rutas Metabólicas Termodinámica de las Reacciones Metabólicas Cinética y Mecanismos de la Catálisis Enzimática Fotosíntesis: Etapas y Mecanismo Metabolismo Oxidativo y Respiración Celular Aeróbica Vitaminas y Coenzimas 5 Microbiología Fundamental: Virus y Diversidad Procariota Estructura y Dinámica de Replicación Viral Organización Morfológica y Estructural de Procariotas Bacterias Gram-positivas frente a Gram-negativas Diferenciación entre Archaea y Bacteria 6 Resumen para repasar Macromoléculas y Organización Celular Membrana y Dinámica de Transporte Citoesqueleto y Orgánulos Celulares Bioenergética y Metabolismo Virus y Células Procariotas Soluciones de las preguntas de repaso Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 1 Estos apuntes pueden contener errores u omisiones.

Son un material de apoyo y no sustituyen al temario oficial ni al profesorado: contrasta la información importante. Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 2 1 Fundamentos Celulares y Macromoléculas Biológicas AL ACABAR SABRÁS Diferenciar la organización básica de las células procariotas frente a las eucariotas. Identificar la composición química y funcional de glúcidos, lípidos y proteínas. Reconocer los cuatro niveles estructurales que determinan la conformación de los polipéptidos. PIÉNSALO ANTES DE LEER 1 ¿Por qué las grasas y aceites no pueden diluirse libremente en el agua del citoplasma? La célula es la unidad estructural y funcional básica de los organismos vivos.

Según los postulados de la teoría celular, todo ser vivo consta de células, la vida se fundamenta en su actividad y cualquier célula procede indefectiblemente de otra anterior. Las dimensiones celulares oscilan típicamente entre 1 y 100 µm; esta restricción física asegura una óptima relación superficie/volumen que viabiliza los intercambios de sustancias con el entorno exterior. Clasificación General: Procariotas y Eucariotas Los sistemas biológicos se dividen en dos arquitecturas fundamentales: Células procariotas: Comprenden bacterias y arqueas.

Tienen dimensiones de 1 a 5 µm, carecen de compartimentación interna membranosa y alojan su material genético en una región denominada nucleoide sin envoltura. Células eucariotas: Abarcan protistas, hongos, plantas y animales. Su envergadura varía entre 10 y 100 µm, poseen un núcleo auténtico delimitado por membrana y cuentan con diversos orgánulos membranosos especializados. Polímeros Biológicos y Reacciones de Condensación Las biomoléculas de gran peso molecular se forman mediante polimerización. Los monómeros individuales se encadenan mediante reacciones de deshidratación (o condensación), procesos en los cuales se libera una molécula neta de agua por cada enlace generado.

De los cuatro grupos principales, los carbohidratos, las proteínas y los ácidos nucleicos constituyen auténticos polímeros. Por el contrario, los lípidos no son polímeros verdaderos, sino asociaciones de moléculas de menor tamaño ensambladas por interacciones hidrofóbicas. Carbohidratos: Estructura y Clasificación Los glúcidos responden a la fórmula empírica estequiométrica . Desde la perspectiva química, se definen como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas: cadenas carbonadas donde cada carbono porta un grupo hidroxilo ( ), salvo uno que constituye el carbonilo en forma de aldehído o cetona.

(CH O) 2 n OH Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 3 Nivel Características y Ejemplos Función Biológica Monosacáridos Azúcares simples de fórmula : glucosa, fructosa y galactosa. Aporte energético inmediato. Disacáridos Unión de dos monosacáridos: sacarosa (glucosa + fructosa), lactosa (glucosa + galactosa) y maltosa (glucosa + glucosa). Transporte y almacenamiento intermedio de glúcidos. Polisacáridos Polímeros complejos: almidón (reserva vegetal helicoidal), glucógeno (reserva animal hepática y muscular muy ramificada), celulosa (pared vegetal con enlaces β) y quitina (artrópodos y hongos). Reserva de energía a medio plazo y soporte estructural biológico.

La celulosa representa el componente glucídico dominante en las plantas y la biomolécula más abundante de la biosfera. Contiene enlaces glucosídicos de tipo β, los cuales resultan indigeribles para el tracto digestivo de la especie humana. COMPRUEBA 2 ¿Por qué los lípidos no se consideran polímeros en sentido químico estricto a diferencia de polisacáridos o polipéptidos? Lípidos: Diversidad y Funciones Los lípidos se caracterizan por su acusada insolubilidad en medios acuosos. Cumplen tareas de reserva energética a largo plazo en grasas y aceites, estructuración de bicapas de membrana, mediación hormonal y aislamiento mecánico o térmico en el tejido subcutáneo.

Se organizan en tres categorías centrales: Grasas neutras o triglicéridos: Resultan de unir un glicerol a tres ácidos grasos. Se denominan saturadas si carecen de dobles enlaces en sus cadenas hidrocarbonadas (sólidas a temperatura ambiente, como la manteca), e insaturadas si exhiben enlaces dobles (líquidas, como los aceites vegetales). Fosfolípidos: Integrados por una molécula de glicerol unida a dos colas de ácidos grasos y un grupo polar fosfato. Su carácter anfipático determina el autoensamblaje espontáneo de la bicapa lipídica membranosa. Esteroides: Moléculas no poliméricas articuladas sobre un esqueleto molecular de 4 anillos de carbono fusionados.

Pertenecen a este grupo el colesterol (estabilizador de las membranas celulares) y moléculas de señalización como cortisol, testosterona y estrógenos. Proteínas: Arquitectura y Niveles Estructurales Las proteínas son biopolímeros constituidos por cadenas de 20 tipos estándar de aminoácidos trabados sucesivamente mediante enlaces peptídicos. Presentan cuatro niveles de jerarquía conformacional: C H O 6 12 6 Estructura primaria: Corresponde a la secuencia lineal aminoacídica, dictada directamente por las secuencias codificantes del ADN.

1 Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 4 PARA RECORDARLO La estructura primaria es el orden lineal; la secundaria describe el plegamiento local por puentes de hidrógeno; la terciaria es la forma funcional 3D global; y la cuaternaria reúne varias cadenas plegadas.

La variedad conformacional permite una enorme amplitud de funciones: catálisis de transformaciones químicas mediante enzimas; arquitectura tisular mediante colágeno o queratina; movimiento muscular y citoesquelético por actina y miosina; reparto circulatorio de gases por la hemoglobina; mensajería endocrina por la insulina; defensa inmunitaria mediada por anticuerpos; y transducción de estímulos mediante receptores de membrana. ERROR FRECUENTE Confundir la desnaturalización con la rotura de enlaces peptídicos.

Al perderse la forma nativa por cambios de pH o temperatura, se desorganizan las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria, pero la secuencia primaria permanece íntegra porque los enlaces covalentes peptídicos no se hidrolizan por calor moderado. ESQUEMA Clasificación de las Grandes Macromoléculas Celulares Estructura secundaria: Configuración geométrica local establecida por puentes de hidrógeno entre el esqueleto peptídico; destaca la conformación en α-hélice y en lámina plegada β.

2 Estructura terciaria: Plegamiento tridimensional completo dependiente de interacciones entre las cadenas laterales (R), tales como puentes disulfuro covalentes, uniones iónicas, atracciones hidrofóbicas y enlaces de hidrógeno. 3 Estructura cuaternaria: Asociación cooperativa de dos o más cadenas polipeptídicas independientes (subunidades), como la hemoglobina tetramérica.

4 Carbohidratos Monosacáridos, disacáridos y polisacáridos de fórmula general (CH O) Lípidos Moléculas hidrofóbicas: triglicéridos, fosfolípidos y esteroides Proteínas Polímeros de aminoácidos con 4 niveles de organización Ácidos nucleicos Polímeros portadores de la información biológica Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 5 IDEAS CLAVE La célula representa la unidad estructural y funcional indispensable de todos los organismos vivos. Los carbohidratos, las proteínas y los ácidos nucleicos son polímeros nacidos de reacciones de condensación que desprenden agua, mientras que los lípidos no son polímeros.

Los lípidos abarcan triglicéridos (almacenamiento de energía), fosfolípidos (bicapas biológicas) y esteroides (colesterol y hormonas basadas en 4 anillos fusionados). La función de una proteína depende de su plegamiento espacial en cuatro niveles jerárquicos: primario, secundario, terciario y cuaternario. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 3. ¿En qué se diferencia la estructura de un triglicérido de la de un fosfolípido? 4. ¿Qué tipo de interacciones químicas sostienen la estructura terciaria de una proteína? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 5. ¿Cuál es la causa química de que el ser humano no pueda degradar la celulosa alimentaria? 6.

¿Qué biomolécula posee un esqueleto característico de 4 anillos hidrocarbonados fusionados? 7. ¿Qué fuerza físico-química sostiene prioritariamente la estructura secundaria en hélices α y láminas β? 8. ¿Cuál de las siguientes moléculas constituye un polisacárido de reserva muy ramificado en células animales?

Está constituida por lípidos y aminoácidos a) Carece de carbonos con grupos hidroxilo b) Posee enlaces glucosídicos de tipo β c) Presenta una conformación helicoidal sin ramificaciones d) Fosfolípido a) Esteroides b) Disacárido c) Queratina d) Puentes de hidrógeno del esqueleto a) Enlaces peptídicos adicionales b) Fuerzas hidrofóbicas entre radicales c) Puentes disulfuro covalentes d) Almidón a) Glucógeno b) Quitina c) Celulosa d) Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 6 2 Membrana Plasmática y Dinámica de Transporte AL ACABAR SABRÁS Describir la organización molecular del mosaico fluido y la función moduladora del colesterol.

Contrastar los mecanismos de difusión simple, facilitada, ósmosis y diálisis. Diferenciar la bomba de sodio-potasio del transporte activo secundario acoplado. PIÉNSALO ANTES DE LEER 9 ¿Por qué el agua pura destilada resulta nociva si se inyecta directamente en el torrente sanguíneo? La barrera que limita toda célula viva se describe según el modelo del mosaico fluido, formulado originalmente por Singer y Nicolson en el año 1972. Esta matriz consiste en una bicapa lipídica fluida y discontinua en la cual se hallan inmersas o asociadas diversas proteínas. Composición y Propiedades de la Bicapa La membrana celular está integrada por tres componentes bioquímicos esenciales: Lípidos (aprox.

50 %): Son mayoritariamente fosfolípidos anfipáticos. Poseen una cabeza fosfatada hidrofílica polar orientada hacia las soluciones acuosas intra y extracelulares, y dos colas de ácidos grasos apolares hidrofóbicas que se encaran hacia el interior de la bicapa. Proteínas (aprox. 50 %): Se dividen en integrales o transmembranales (cruzan por completo la bicapa, desempeñando papeles de canales, bombas, transportadores o receptores) y periféricas (ligadas débilmente a las caras interna o externa).

Carbohidratos (fracción menor): Dispuestos exclusivamente sobre la superficie extracelular ligados a lípidos (glucolípidos) o proteínas (glucoproteínas), configurando el glicocálix, indispensable para el reconocimiento y protección celular. La fluidez de la bicapa depende críticamente de la temperatura, de la longitud y de la saturación de los ácidos grasos: las cadenas insaturadas con dobles enlaces incrementan la fluidez, mientras que las colas saturadas aumentan la rigidez.

El colesterol actúa como un amortiguador bidireccional de fluidez: a temperaturas elevadas disminuye el desplazamiento excesivo de lípidos estabilizando la membrana, y a bajas temperaturas impide el empaquetamiento compacto previniendo la solidificación. DEFINICIÓN La permeabilidad selectiva es la capacidad intrínseca de la membrana para modular y restringir el libre tránsito de solutos: consiente el paso espontáneo de compuestos hidrofóbicos y moléculas apolares pequeñas como y , mientras frena el paso de iones, moléculas polares grandes y sustancias cargadas.

O 2 CO 2 Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 7 Mecanismos de Transporte Pasivo El movimiento pasivo no demanda gasto de energía metabólica (ATP) y transcurre a favor del gradiente de concentración química: Difusión simple: Paso directo de sustancias liposolubles o gases diminutos ( , , hormonas esteroideas) a través de los fosfolípidos de la bicapa. Difusión facilitada: Tránsito de solutos polares o iones que precisan proteínas especializadas de canal o proteínas transportadoras (carriers) para cruzar la barrera hidrofóbica.

La velocidad de difusión pasiva se incrementa a mayor gradiente de concentración, mayor solubilidad lipídica del compuesto y mayor temperatura ambiental, reduciéndose con el incremento del tamaño molecular. Ósmosis, Diálisis y Respuestas Osmóticas La ósmosis es el desplazamiento neto de agua a través de una barrera semipermeable, moviéndose desde una zona de menor concentración de solutos (solución hipotónica) hacia otra con mayor concentración (solución hipertónica) hasta equiparar las presiones osmóticas relativas.

Por su parte, la diálisis describe el paso pasivo selectivo de solutos de bajo peso molecular mediante una membrana que retiene macromoléculas (principio empleado en riñones artificiales y dializadores). Condición del Medio Efecto en la Célula Animal (ej. Eritrocito) Efecto en la Célula Vegetal Medio isotónico Volumen constante; flujo neto de agua nulo en equilibrio osmótico. Turgencia basal sin deformación apreciable. Medio hipotónico Entrada neta masiva de agua; la célula se hincha y sufre lisis. Entrada de agua que genera presión de turgencia beneficiosa sostenida por la pared. Medio hipertónico Salida de agua; la célula se deshidrata y encoge (crenación).

Salida de agua citosólica; la membrana se desprende de la pared (plasmólisis). COMPRUEBA 10 ¿Qué le ocurre a un glóbulo rojo introducido en una solución acusadamente hipotónica y por qué? Transporte Activo: Primario y Secundario El transporte activo traslada solutos en contra de gradiente electroquímico (de menor a mayor concentración), lo que requiere de forma obligada inversión energética. O 2 CO 2 Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 8 PROCESO Mecanismo del Transporte Activo Primario (Bomba Na /K ) Se identifican dos modalidades operativas: ERROR FRECUENTE Equiparar el transporte activo secundario con el transporte pasivo.

Aunque el transporte secundario no hidroliza ATP de modo directo en el mismo transportador, gasta energía indirectamente al depender por completo del gradiente de sodio forzado por una bomba primaria dependiente de ATP.

Fijación interna Tres iones de sodio citosólicos se unen con alta afinidad a la proteína 1 Hidrólisis de ATP La escisión de ATP fosforila la bomba provocando su cambio conformacional 2 Liberación de Na Los tres iones de sodio son descargados en el medio extracelular 3 Fijación de K Dos iones de potasio externos se ligan a la bomba fosforilada 4 Descarga citosólica La desfosforilación restituye la forma basal y libera el potasio al citosol 5 Transporte activo primario: Acopla la hidrólisis de ATP directamente al bombeo.

El caso prototípico es la bomba de sodio-potasio ( -ATPasa), la cual expulsa activamente hacia el exterior citoplasmático e introduce simultáneamente al citosol por cada molécula de ATP escindida. 1 Na /K + + 3 Na+ 2 K+ Transporte activo secundario: Emplea la energía potencial del gradiente iónico previamente construido por el transporte primario. Puede operar como simporte (cotransporte en la misma dirección, ej. y glucosa) o antiporte (intercambio en direcciones opuestas, ej. entrada de y salida de ).

2 Na+ Na+ Ca2+ Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 9 IDEAS CLAVE El modelo de mosaico fluido concibe la membrana como una bicapa de lípidos anfipáticos con proteínas integrales y periféricas flotantes. El colesterol modula la fluidez de membrana: previene la licuefacción excesiva a alta temperatura y evita la congelación o rigidez excesiva en frío. La difusión simple y la facilitada son pasivas (a favor de gradiente, sin ATP); la ósmosis es la difusión de agua hacia el compartimento con más solutos. La bomba de sodio-potasio gasta 1 ATP para transportar 3 Na hacia el exterior celular e ingresar 2 K en el citosol. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 11.

¿Qué estequiometría iónica maneja la bomba Na /K -ATPasa en cada ciclo de hidrólisis de ATP? 12. ¿En qué se distingue el cotransporte de tipo simporte del mecanismo de antiporte? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 13. ¿Cómo responden los eritrocitos al sumergirse en una disolución fuertemente hipertónica? 14. ¿Qué clase de molécula atraviesa espontáneamente la bicapa lipídica mediante difusión simple? 15. ¿Qué componente lipídico regula de forma bidireccional la fluidez de las membranas eucariotas animales? 16. ¿Cuál es la fuente energética inmediata aprovechada en los sistemas de transporte activo secundario?

Generan plasmólisis de su pared celular a) Mantienen idéntica su turgencia celular b) Aumentan de volumen hasta lisarse c) Se deshidratan y arrugan por crenación d) Iones cargados de sodio y potasio a) Enzimas proteicas citosólicas b) Gases no polares pequeños como O c) Monosacáridos polares grandes d) Colesterol a) Glucosa b) Quitina c) Triglicéridos d) Hidrólisis directa de enlaces de ATP a) Gradiente electroquímico preexistente b) Luz solar absorbida por pigmentos c) Presión osmótica en equilibrio d) Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 10 3 Citoesqueleto y Compartimentación Celular de Orgánulos AL ACABAR SABRÁS Identificar las diferencias estructurales y mecánicas entre microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios.

Trazar la ruta de síntesis y secreción a través del sistema endomembranoso. Describir la función del núcleo, lisosomas, vacuolas y orgánulos energéticos de doble membrana. PIÉNSALO ANTES DE LEER 17 ¿Por qué las enzimas digestivas de los lisosomas no destruyen el resto de la célula si una de estas vesículas se rompe accidentalmente? El citoesqueleto es una red tridimensional dinámica de filamentos proteicos distribuida por el citoplasma. Garantiza soporte estructural, determina la morfología celular, ancla y organiza los orgánulos y viabiliza la motilidad tanto intracelular como de desplazamiento global.

Componentes Principales del Citoesqueleto Filamento Estructura y Dimensiones Proteínas y Motores Funciones Principales Microtúbulos Tubos cilíndricos huecos con polaridad eléctrica y estructural (+ y -), de 25 nm de diámetro. Subunidades de tubulina. Motores: kinesinas (avance al extremo +) y dineínas (al extremo -). Vías para el transporte vesicular, soporte, huso mitótico y eje de cilios y flagelos. Dinámica regulada por GTP. Microfilamentos Filamentos sólidos finos bicatenarios de 7 nm de diámetro. Actina globular asociada a motores de miosina. Contracción muscular, citocinesis celular, formación de pseudópodos y mantenimiento de la forma.

Filamentos intermedios Fibras resistentes de calibre medio. Polipéptidos estables como queratina y láminas nucleares. Sin motores. Resistencia a tensiones mecánicas celulares y fijación estructural del núcleo y orgánulos. Los centriolos se hallan exclusivamente en células animales organizados como pares perpendiculares de cilindros de 9 tripletes de microtúbulos; duplican su estructura antes de la mitosis para articular el huso acromático. Por su parte, los cilios y flagelos son extensiones membranosas dotadas de un axonema con disposición (nueve dobletes periféricos y un par central de microtúbulos). Los cilios producen un batido de barrido y los flagelos una propulsión ondulante.

9 + 2 Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 11 COMPRUEBA 18 ¿En qué sentido de polaridad desplazan las cargas vesiculares las dineínas respecto a las kinesinas a lo largo de un microtúbulo? El Núcleo y la Maquinaria de Síntesis El compartimento central de las células eucariotas alberga el material genómico y dirige el flujo de información biológica: Núcleo: Orgánulo delimitado por una envoltura nuclear de doble membrana perforada por complejos de poro. Salvaguarda el ADN cromosómico y modula la transcripción del ARN mensajero y ribosómico.

Nucléolo: Región densa intranuclear no membranosa; ensambla las subunidades ribosómicas a partir de ARN ribosómico sintetizado y proteínas importadas. Resulta especialmente visible en células con alta síntesis proteica. Ribosomas: Complejos ribonucleoproteicos desprovistos de membrana formados por ARNr y proteínas. Traducen el ARNm a polipéptidos; operan libres en el citosol (generando proteínas citoplásmicas) o anclados a membranas reticulares.

El Sistema de Endomembranas y Orgánulos Degradativos Una densa red de sacos membranosos procesa, etiqueta y transfiere lípidos y proteínas: DEFINICIÓN Las vacuolas son compartimentos membranosos encargados del almacenamiento hídrico, de solutos y productos de desecho. En plantas maduras, la gran vacuola central ocupa hasta el 90 % del volumen celular, sosteniendo la presión de turgencia. Retículo endoplásmico rugoso (RER): Continuo a la envoltura nuclear, tachonado de ribosomas en su cara citosólica. Sintetiza proteínas para secreción, inserción membranosa o destino lisosomal, asistiendo su plegamiento inicial y glucosilación en el lumen.

1 Retículo endoplásmico liso (REL): Conjunto de túbulos membranosos desprovistos de ribosomas. Especializado en síntesis de lípidos (fosfolípidos y esteroides), detoxificación de sustancias liposolubles dañinas en el hígado y reservorio citoplasmático de calcio. 2 Aparato de Golgi: Pilas de cisternas aplanadas con polaridad definida: una cara cis de entrada y una cara trans de salida. Modifica, clasifica y empaqueta macromoléculas en vesículas de transporte hacia la membrana, el exterior o los lisosomas. 3 Lisosomas: Vesículas digestivas provistas de enzimas hidrolíticas que funcionan a pH ácido ( ).

Descomponen macromoléculas fagocitadas y reciclan orgánulos celulares envejecidos mediante autofagia. 4 pH 5 Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 12 Orgánulos de Conversión Energética Las mitocondrias y los cloroplastos albergan sistemas propios de ADN circular y ribosomas, sustentando la teoría de su origen endosimbiótico: Mitocondrias: Presentan doble membrana (la interna plegada en crestas) y una matriz interna. Constituyen la central metabólica de la respiración celular aeróbica para sintetizar ATP. Cloroplastos: Doble envoltura que rodea un fluido llamado estroma y pilas de tilacoides fotosintéticos denominadas grana, provistos de clorofila.

Se localizan en vegetales y algas para la fijación de dióxido de carbono y producción de azúcares mediante fotosíntesis. ERROR FRECUENTE Suponer que las células vegetales carecen de mitocondrias al tener cloroplastos. Los cloroplastos sintetizan carbohidratos mediante la energía de la luz solar, pero las células de las plantas necesitan mitocondrias para degradar esos glúcidos y generar ATP mediante respiración celular.

PROCESO Ruta Biosintética y de Secreción Proteica 1 Traduc ción en RER Ribosomas unidos al RER insertan la ca dena polipeptídica al lumen 2 Tránsito vesicular Vesículas de trans porte brotan del RER dirigidas hacia el Golgi 3 Madura ción en Golgi Entran por la cara cis y sufren modificacio nes y etiquetado hasta la cara trans 4 Destino fi nal Despacho en vesícu las hacia secreción extracelular, mem brana o lisosomas IDEAS CLAVE El citoesqueleto se forma por microtúbulos (25 nm, tubulina), microfilamentos (7 nm, actina) y filamentos intermedios (resistencia mecánica). El sistema de endomembranas canaliza proteínas desde el RER y Golgi hacia membranas, lisosomas o el medio extracelular.

El REL carece de ribosomas y se encarga del anabolismo de lípidos, detoxificación y almacenamiento de calcio. Mitocondrias y cloroplastos son orgánulos de doble membrana y origen endosimbiótico dedicados a la conversión energética. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 19. ¿Qué funciones distintivas desempeña el retículo endoplásmico liso en contraste con el rugoso? 20. ¿Cómo se estructura internamente el axonema de cilios y flagelos eucariotas? Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 13 Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 21. ¿Qué filamentos del citoesqueleto alcanzan un grosor aproximado de 25 nm y presentan tubulina? 22.

¿Qué orgánulo membranoso contiene enzimas hidrolíticas que degradan sustratos a un pH cercano a 5? 23. ¿Cuál es la función nuclear encomendada de forma específica al nucléolo? 24. ¿Por cuál cara funcional se introducen las vesículas procedentes del retículo al aparato de Golgi? 4 Bioenergética, Catálisis Enzimática y Rutas Metabólicas AL ACABAR SABRÁS Calcular e interpretar cambios de energía libre distinguiendo procesos exergónicos y endergónicos. Describir la función de las enzimas y los parámetros que modulan su catálisis. Explicar las etapas centrales de la respiración celular aeróbica y de la fotosíntesis.

PIÉNSALO ANTES DE LEER 25 ¿Por qué un trozo de pan tarda meses en descomponerse al aire libre pero se metaboliza en minutos dentro del organismo? Las transformaciones biológicas obedecen a las leyes termodinámicas.

La energía libre de Gibbs se formaliza mediante la relación termodinámica: Microtúbulos a) Filamentos de actina b) Filamentos intermedios c) Fibras de colágeno d) Nucléolo a) Lisosoma b) Peroxisoma c) Vacuola central d) Detoxificación de metabolitos celulares a) Empaquetamiento del huso mitótico b) Degradación de colesterol plasmático c) Ensamblaje de subunidades ribosómicas d) Cresta mitocondrial a) Cara apical b) Cara cis c) Cara trans d) Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 14 donde expresa la variación de entalpía, la temperatura absoluta en kelvin y la variación de entropía del sistema.

Termodinámica de las Reacciones Metabólicas Reacciones exergónicas: Presentan una variación de energía libre negativa ( ). Son transformaciones espontáneas en sentido directo que liberan energía utilizable, como la respiración celular catabólica. Reacciones endergónicas: Tienen . No ocurren de forma espontánea y requieren un aporte neto de energía, como la fotosíntesis anabólica. El metabolismo acopla cinéticamente procesos exergónicos con endergónicos. La molécula de ATP actúa como intermediario energético universal: la hidrólisis de ATP en ADP y fosfato inorgánico ( ) libera aproximadamente -7,3 kcal/mol, energía transferible para impulsar tareas celulares desfavorables.

Cinética y Mecanismos de la Catálisis Enzimática Las enzimas son catalizadores biológicos (proteínas en su inmensa mayoría, con algunas moléculas catalíticas de ARN) que incrementan la velocidad de reacción sin consumirse en el proceso. Su acción radica en reducir la energía de activación ( ), sin alterar la constante de equilibrio ni la magnitud del . El sustrato encaja en el sitio activo de la enzima siguiendo el modelo de llave-cerradura o de ajuste inducido para formar el complejo enzima-sustrato, transitar por el estado de transición y rendir los productos libres.

La actividad enzimática se modula por temperatura (óptimo alrededor de en humanos), pH, concentración de sustrato (curva de saturación hiperbólica descrita por Michaelis- Menten) e inhibición (competitiva en el sitio activo o no competitiva/alostérica fuera de él). COMPRUEBA 26 ¿Qué alteración cuantitativa experimenta el ΔG de una reacción biológica cuando actúa una enzima específica?

Fotosíntesis: Etapas y Mecanismo Proceso endergónico global mediante el cual la energía radiante solar se transforma en energía química glucídica con estequiometría: Consta de dos fases complementarias: ΔG = ΔH TΔS ΔH T ΔS ΔG < 0 ΔG > 0 P i E a ΔG 37 C 6CO + 2 6H O + 2 luz C H O + 6 12 6 6O 2 Fase luminosa: Acontece en las membranas tilacoidales del cloroplasto. La clorofila capta fotones, induciendo la fotólisis del agua con desprendimiento libre de y generación de ATP (fotofosforilación) y NADPH.

1 O 2 Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 15 Metabolismo Oxidativo y Respiración Celular Aeróbica La respiración celular cataboliza la glucosa oxidándola por completo hasta y : PROCESO Etapas Consecutivas de la Respiración Celular Aeróbica 1 Glucólisis citosólica Ruptura de glucosa rindiendo 2 piruvatos, 2 ATP netos y 2 NADH 2 Acetila ción y Ciclo de Krebs Descarboxilación en la matriz generando CO , ATP, NADH y FADH 3 Cadena de transporte Flujo electrónico por complejos en la mem brana interna bom beando protones 4 Fosforila ción oxidativa La ATP sintasa cana liza el reflujo de pro tones sintetizando ~28-34 ATP Etapa Localización Celular Rendimiento Energético Neto Glucólisis Citosol celular (anaeróbica) Ciclo de Krebs Matriz mitocondrial Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa Membrana mitocondrial interna Los electrones del NADH y forman un gradiente de protones; la ATP sintasa genera ATP.

El balance aeróbico global se sitúa en torno a 36-38 ATP por molécula de glucosa degradada. En privación de oxígeno, los tejidos recurren a la fermentación citosólica (láctica o etanólica), que reoxida el NADH a permitiendo mantener la glucólisis activa con un modesto rendimiento de solo 2 ATP netos. Vitaminas y Coenzimas Las vitaminas son micronutrientes orgánicos esenciales que el cuerpo no sintetiza de manera endógena suficiente.

Muchas actúan directamente como coenzimas metabólicas: Hidrosolubles (complejo B y C): Vitamina B1 (tiamina, decarboxilación), vitamina B2 (riboflavina, componente del FAD), vitamina B3 (niacina) integrante de , vitamina B5 (ácido pantoténico en coenzima A), vitamina B6 (transaminación), vitamina B12 (síntesis de ADN) y vitamina C (antioxidante y síntesis de colágeno, cuyo déficit ocasiona escorbuto). Liposolubles (A, D, E y K): Vitamina A (visión), vitamina D (absorción ósea de calcio), vitamina E (antioxidante lipofílico) y vitamina K (cascada de coagulación sanguínea). Ciclo de Calvin (fase independiente de luz): Se desarrolla en el estroma.

Consume el ATP y NADPH para fijar el atmosférico mediante la enzima RuBisCO, sintetizando fosfatos de triosa (G3P) que rinden glucosa. 2 CO 2 CO 2 H O 2 2 piruvatos + 2 ATP + 2 NADH Piruvato acetil-CoA CO + 2 2 ATP + NADH + FADH 2 FADH 2 NAD+ NAD /NADH + Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 16 ERROR FRECUENTE Suponer que la fermentación produce ATP adicional después de la glucólisis. La fermentación anaeróbica no genera ningún ATP añadido; su única misión metabólica es oxidar el NADH para reciclar el NAD necesario para que la glucólisis continúe funcionando.

IDEAS CLAVE Las reacciones biológicas exergónicas (ΔG < 0) liberan energía que se aprovecha para impulsar procesos endergónicos (ΔG > 0) mediante la hidrólisis de ATP. Las enzimas incrementan la velocidad biológica al reducir la energía de activación, sin perturbar el equilibrio químico ni el valor de ΔG. La fotosíntesis capta fotones en tilacoides para formar ATP y NADPH, empleándolos en el ciclo de Calvin para reducir CO a glucosa. La respiración celular aeróbica completa rinde entre 36 y 38 ATP netos mediante glucólisis, ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 27. ¿Cuál es la función estequiométrica del agua en la fase luminosa de la fotosíntesis? 28.

¿Qué coenzima metabólica se sintetiza a partir del aporte nutricional de vitamina B3 (niacina)? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 29. ¿Qué alteración produce un catalizador enzimático en una reacción metabólica celular? 30. ¿En qué región de la célula eucariota transcurre la glucólisis anaeróbica? 31. ¿Qué enzima fija dióxido de carbono al inicio del ciclo de Calvin estromático?

Convierte reacciones exergónicas en endergónicas a) Disminuye la energía de activación b) Desplaza la constante de equilibrio químico c) Modifica el valor neto del ΔG d) Matriz mitocondrial a) Lumen del lisosoma b) Citosol celular c) Espacio intermembrana d) Amilasa a) ATP sintasa b) RuBisCO c) Miosina d) Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 17 32. ¿Qué patología se asocia al déficit dietético acusado de vitamina C en humanos? 5 Microbiología Fundamental: Virus y Diversidad Procariota AL ACABAR SABRÁS Analizar las etapas y consecuencias de los ciclos lítico y lisogénico de replicación viral.

Contrastar la arquitectura de la pared celular en bacterias Gram-positivas frente a Gram- negativas. Identificar las diferencias bioquímicas y filogenéticas entre los dominios Bacteria y Archaea. PIÉNSALO ANTES DE LEER 33 ¿Por qué los tratamientos antibióticos que dañan la pared bacteriana resultan ineficaces contra una infección vírica? El espectro biológico microscópico abarca agentes moleculares no celulares junto a organismos unicelulares procariotas distribuidos en los dominios biológicos Bacteria y Archaea.

Estructura y Dinámica de Replicación Viral Los virus son partículas acelulares y parásitos intracelulares obligados: carecen de metabolismo autónomo, no poseen ribosomas propios para sintetizar proteínas y dependen por completo de la maquinaria biosintética de la célula hospedadora para duplicarse. Su estructura básica consta de: Genoma viral: Formado por ADN o ARN, monocatenario o bicatenario, en disposición lineal o circular. Cápside proteica: Envoltura que protege el ácido nucleico, formada por subunidades idénticas llamadas capsómeros. Envoltura lipídica (en ciertos virus): Membrana lipoproteica derivada de la célula huésped con glucoproteínas víricas insertadas.

Complejos accesorios: Apéndices basales y fibras de inserción en bacteriófagos complejos como el fago T4. La replicación en bacteriófagos exhibe dos ciclos fundamentales: Escorbuto a) Crenación b) Beriberi c) Plasmólisis d) Ciclo lítico: Infección, degradación del genoma hospedador, replicación masiva vírica, ensamblaje de viriones hijos y lisis (ruptura) de la bacteria con liberación inmediata al medio exterior (ejemplo: fago T4). 1 Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 18 COMPRUEBA 34 ¿En qué radica la diferencia entre la condición de profago lisogénico y un virión lítico activo?

Organización Morfológica y Estructural de Procariotas Las células procariotas tienen tamaños típicos de 0,1 a 5 µm. Morfológicamente se agrupan en cocos (esféricos), bacilos (bastones), espirilos (helicoidales rígidos) y vibriones (forma de coma). Su citoplasma contiene ribosomas 70S (más pequeños que los 80S de eucariotas) e inclusiones de reserva (gránulos de azufre, glucógeno o magnetosomas). Presentan una membrana plasmática fosfolipídica que, en bacterias fotosintéticas o respiratorias, sufre invaginaciones funcionales equivalentes a crestas denominadas mesosomas.

Elemento Procariota Estructura Molecular Función Específica Pared celular de peptidoglicano Polímero de azúcares con enlaces cruzados peptídicos (mureína). Aporta rigidez mecánica y previene la lisis osmótica en bacterias. Cápsula o capa mucosa Matriz glucídica laxa o densa periférica. Protección ante la desecación ambiental y resistencia frente a la fagocitosis. Flagelo procariota Filamento de flagelina unido por un gancho a un cuerpo basal rotatorio. Propulsión motriz mediante rotación mecánica helicoidal. Pili o fimbrias Prolongaciones filamentosas proteicas cortas. Adhesión a superficies e intercambio genético por conjugación (pili sexuales).

Nucleoide Región citoplasmática sin envoltura con un cromosoma circular único. Almacena el genoma principal bacteriano desnudo de histonas. Plásmidos Moléculas de ADN bicatenario circular extracromosómico pequeño. Portan genes accesorios transferibles, como resistencia a antibióticos. Bacterias Gram-positivas frente a Gram-negativas La composición de la pared bacteriana define su clasificación fenotípica: Gram-positivas: Cuentan con una pared gruesa y densa de peptidoglicano asociada a ácidos teicoicos. Retienen el complejo cristal violeta-yodo.

Gram-negativas: Poseen una delgada capa de peptidoglicano en el periplasma cubierta por una membrana externa adicional con lipopolisacáridos (LPS), que actúan como endotoxinas en el organismo hospedador. Ciclo lisogénico: El ácido nucleico del virus se integra de forma latente en el cromosoma bacteriano huésped como un profago. Se multiplica pasivamente con las divisiones celulares bacterianas sin matarla, hasta que un estímulo ambiental induce su activación y transita al ciclo lítico (ejemplo: fago lambda).

2 Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 19 Diferenciación entre Archaea y Bacteria Aunque comparten morfología procariota, las arqueas presentan particularidades que las separan del dominio Bacteria: Lípidos de membrana: Las arqueas poseen cadenas hidrocarbonadas unidas al glicerol mediante enlaces éter (a diferencia de los enlaces éster de bacterias y eucariotas), careciendo además de peptidoglicano en su pared celular (tienen pseudopeptidoglicano o proteínas S). Aparato molecular: Sus enzimas ARN polimerasas y la maquinaria de transcripción/traducción presentan mayor homologación funcional con las células eucariotas.

Ecología extremófila: Colonizan ambientes extremos; abarcan organismos metanógenos, halófilos extremos y termófilos de altas temperaturas. Los procariotas se reproducen de forma asexual por fisión binaria clonal. Para transferir y recombinar información genética de modo horizontal emplean tres vías: conjugación (contacto celular directo mediante pili sexuales y plásmidos), transformación (captación de fragmentos libres de ADN del medio) y transducción (transferencia genética bacteriana mediada accidentalmente por bacteriófagos). ERROR FRECUENTE Calificar a los virus como seres vivos acelulares o bacterias diminutas.

Los virus carecen por completo de autonomía metabólica, organización celular y ribosomas propios, por lo que se catalogan como complejos supramoleculares acelulares y parásitos intracelulares obligados.

ESQUEMA Diferenciación Molecular en los Dominios Procariotas Dominio Bacteria Lípidos éster, pared con peptidoglicano y ribosomas 70S clásicos Gram-positivas Pared gruesa de mureína con ácidos teicoicos Gram-negativas Pared fina y membrana externa con LPS endotóxico Dominio Archaea Lípidos éter, sin peptidoglicano y polimerasas similares a eucariotas Extremófilas Metanógenas, halófilas y termófilas de hábitats severos Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 20 IDEAS CLAVE Los virus son agentes infecciosos acelulares dependientes de la maquinaria metabólica y ribosómica de una célula viva.

Los fagos se multiplican por ciclo lítico (ensamblaje y lisis celular bacteriana) o lisogénico (inserción integrada como profago). Las bacterias Gram-positivas tienen paredes gruesas de peptidoglicano; las Gram-negativas poseen una pared fina con membrana externa y lipopolisacáridos endotóxicos. Las arqueas se diferencian de las bacterias por presentar lípidos unidos por enlace éter, carecer de mureína y exhibir polimerasas semejantes a eucariotas. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 35. ¿A través de qué mecanismos horizontales pueden recombinar ADN las bacterias sin reproducción sexual? 36. ¿Qué rasgo bioquímico separa la estructura de las membranas de Archaea frente a Bacteria?

Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 37. ¿Qué componente celular externo distingue estructuralmente a las bacterias Gram- negativas? 38. ¿Qué denominación recibe el genoma de un virus insertado latentemente en el cromosoma bacteriano? 39. ¿Qué tipo de coeficiente de sedimentación exhiben los ribosomas libres de las células procariotas? Genoma encerrado en carioteca a) Manto grueso de ácidos teicoicos b) Ausencia absoluta de membrana plasmática c) Membrana externa con lipopolisacáridos d) Profago a) Plásmido b) Mesosoma c) Capsómero d) 80S a) 70S b) 60S c) 90S d) Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 21 40.

¿Cómo se transfiere material genético horizontal mediante un contacto físico directo vía pilus sexual? 6 Resumen para repasar Macromoléculas y Organización Celular Concepto Definición clave Célula procariota Célula sin envoltura nuclear ni orgánulos membranosos, con ADN libre en el nucleoide (1 a 5 µm). Célula eucariota Célula compartimentada con núcleo delimitado por membrana y orgánulos membranosos especializados (10 a 100 µm). Reacción de condensación Reacción por la cual se unen monómeros desprendiendo una molécula neta de agua para sintetizar biopolímeros. Triglicéridos Lípidos formados por glicerol y tres ácidos grasos destinados a la reserva energética concentrada a largo plazo.

Fosfolípidos Lípidos anfipáticos compuestos por glicerol, dos ácidos grasos y un fosfato, base estructural de la bicapa celular. Esteroides Lípidos derivados de un núcleo hidrocarbonado de 4 anillos fusionados, como el colesterol y hormonas sexuales. Estructura proteica Jerarquía conformacional organizada en secuencia primaria, plegamientos secundarios (α y β), forma terciaria 3D y ensamblaje cuaternario. Membrana y Dinámica de Transporte Concepto Definición clave Mosaico fluido Modelo estructural de la membrana formado por una bicapa lipídica anfipática discontinua con proteínas intercaladas y flotantes.

Difusión simple Paso pasivo directo de moléculas pequeñas apolares e hidrofóbicas a favor de su gradiente a través de la bicapa lipídica. Difusión facilitada Transporte pasivo a favor de gradiente mediado por canales iónicos o transportadores proteicos específicos. Ósmosis Flujo neto espontáneo de moléculas de agua a través de una membrana semipermeable hacia la disolución con mayor concentración de solutos. Transformación a) Conjugación b) Transducción c) Fisión binaria d) Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 22 Concepto Definición clave Bomba Na /K Transporte activo primario dependiente de ATP que bombea 3 Na hacia el exterior e introduce 2 K al citoplasma.

Transporte secundario Traslado de solutos contra gradiente (simporte o antiporte) acoplado a la disipación del gradiente iónico originado por bombas primarias. Citoesqueleto y Orgánulos Celulares Concepto Definición clave Microtúbulos Tubos huecos de tubulina de 25 nm de diámetro que guían el transporte vesicular y articulan el huso mitótico, cilios y flagelos. Microfilamentos Polímeros helicoidales delgados de actina (7 nm) implicados en la contracción, locomoción celular y citocinesis. Filamentos intermedios Fibras proteicas mecánicas estables (como queratina) que anclan el núcleo y aportan resistencia a las tensiones físicas.

Retículo endoplásmico Red membranosa rugosa (RER, con ribosomas para síntesis de proteínas de secreción y membrana) y lisa (REL, para síntesis lipídica y detoxificación). Aparato de Golgi Cisternas aplanadas con caras cis y trans orientadas a modificar, empaquetar y etiquetar macromoléculas en vesículas. Lisosoma Vesícula celular degradativa dotada de enzimas hidrolíticas que digieren material celular a un pH ácido cercano a 5. Mitocondria Orgánulo de doble membrana y origen endosimbiótico donde ocurre la respiración celular aeróbica generadora de ATP.

Bioenergética y Metabolismo Concepto Definición clave Energía libre de Gibbs (ΔG) Parámetro termodinámico que determina si un proceso es espontáneo y exergónico (ΔG < 0) o no espontáneo y endergónico (ΔG > 0). Enzima Catalizador biológico que acelera notablemente la velocidad química al reducir la barrera de la energía de activación (Ea). Fotosíntesis Ruta anabólica endergónica que convierte CO y agua en carbohidratos mediante fase luminosa en tilacoides y ciclo de Calvin en el estroma. Respiración aeróbica Oxidación catabólica total de la glucosa (glucólisis, ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa) con un rendimiento de 36-38 ATP.

Fermentación Vía anaeróbica citosólica que reduce el piruvato para reciclar el NAD necesario para mantener activa la glucólisis. Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 23 Virus y Células Procariotas Concepto Definición clave Virus Partícula biológica acelular compuesta por genoma (ADN o ARN) y cápside proteica, carente de ribosomas y metabolismo propio. Ciclo lítico Multiplicación vírica activa que culmina con la lisis mecánica de la célula hospedadora y liberación de nuevos viriones. Ciclo lisogénico Integración del genoma vírico en el cromosoma celular hospedador en forma de profago sin destrucción inmediata.

Bacterias Gram- positivas Bacterias con una pared celular gruesa constituida por peptidoglicano denso asociado a ácidos teicoicos. Bacterias Gram- negativas Bacterias con capa delgada de peptidoglicano rodeada por una membrana externa rica en lipopolisacáridos endotóxicos (LPS). Arqueas Procariotas extremófilos con enlaces lipídicos éter en su membrana, pared sin peptidoglicano y polimerasas afines a eucariotas. Conjugación bacteriana Transferencia horizontal unidireccional de plásmidos entre bacterias mediante contacto físico por un pilus sexual. Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 24 Soluciones de las preguntas de repaso 1.

Porque están formados por colas de hidrocarburos no polares que son incapaces de interaccionar favorablemente con los dipolos del agua, asociándose entre sí por efecto hidrofóbico. 2. Porque no están constituidos por una repetición lineal o ramificada de subunidades monoméricas enlazadas covalentemente en cadena, sino por conjuntos heterogéneos unidos fundamentalmente por fuerzas hidrofóbicas. 3. El triglicérido une tres ácidos grasos a una molécula de glicerol, mientras que el fosfolípido sustituye uno de los ácidos grasos por un grupo polar fosfato, lo que le confiere propiedades anfipáticas. 4.

Las interacciones entre los grupos laterales (R), que incluyen puentes disulfuro, enlaces iónicos, puentes de hidrógeno y fuerzas o interacciones hidrofóbicas. 5. c) Posee enlaces glucosídicos de tipo β. La celulosa se ensambla mediante enlaces glucosídicos de configuración β, para los cuales el aparato digestivo humano no sintetiza enzimas degradativas. 6. b) Esteroides. Los esteroides, como el colesterol y las hormonas sexuales, presentan como rasgo distintivo su núcleo de 4 anillos de carbono fusionados. 7. a) Puentes de hidrógeno del esqueleto.

La estructura secundaria se estabiliza por enlaces por puente de hidrógeno que se establecen periódicamente a lo largo del esqueleto polipeptídico. 8. b) Glucógeno. El glucógeno es la forma principal de almacenamiento glucídico ramificado en hígado y tejido muscular esquelético de animales. 9. Porque crea un medio extracelular drásticamente hipotónico respecto a los eritrocitos, haciendo que el agua penetre en masa a las células hasta reventarlas por lisis. 10. Sufre lisis celular (estallido), debido a que el agua entra de forma neta hacia el citoplasma para diluir la mayor concentración interna de solutos, superando el límite elástico de la membrana plasmática. 11.

Expulsa 3 iones al espacio extracelular e introduce 2 iones al interior de la célula. 12. En el simporte ambas sustancias se desplazan a través de la membrana en el mismo sentido, mientras que en el antiporte lo hacen en direcciones opuestas. 13. d) Se deshidratan y arrugan por crenación. En un entorno hipertónico, el agua abandona el eritrocito hacia el medio concentrado provocando su retracción y arrugamiento característico (crenación). 14. c) Gases no polares pequeños como O . Las moléculas apolares de pequeño calibre como el oxígeno y el dióxido de carbono atraviesan libremente la bicapa lipídica sin requerir transportadores. 15. a) Colesterol.

El colesterol atenúa la movilidad a altas temperaturas e impide el empaquetamiento rígido a bajas temperaturas. 16. b) Gradiente electroquímico preexistente. El transporte activo secundario se alimenta del gradiente de concentración de un ion (típicamente sodio) generado de forma previa por bombas primarias. 17. Porque las hidrolasas lisosomales son activas a pH ácido (~5); el pH neutro del citosol (~7,2) reduce notablemente su actividad catalítica protectora. 18. Las kinesinas avanzan hacia el extremo positivo (+) periférico del microtúbulo, mientras que las dineínas se desplazan en sentido retrógrado hacia el polo negativo (-). 19.

El liso carece de ribosomas y se dedica a la síntesis lipídica, almacenamiento de calcio intracelular y detoxificación química, a diferencia del rugoso que sintetiza y procesa proteínas. 20. Se compone de una distribución ordenada de 9 pares periféricos de microtúbulos en torno a un par central individual ( ). Na+ K+ 9 + 2 Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 25 21. a) Microtúbulos. Los microtúbulos son cilindros huecos de tubulina polimerizada con 25 nm de diámetro exterior. 22. b) Lisosoma. Los lisosomas funcionan como vesículas ácidas provistas de hidrolasas para degradar material endocitado y orgánulos viejos. 23. d) Ensamblaje de subunidades ribosómicas.

El nucléolo concentra la síntesis de ARN ribosómico y su acoplamiento con proteínas para originar subunidades ribosomales. 24. c) Cara cis. La cara cis representa la región de entrada que recibe las vesículas de transporte que provienen del retículo endoplásmico. 25. Porque las enzimas celulares rebajan drásticamente la energía de activación necesaria para oxidar los azúcares, acelerando la cinética de reacción millones de veces. 26. Ninguna; los catalizadores enzimáticos aceleran la velocidad rebajando la energía de activación, pero dejan el ΔG y la posición de equilibrio intactos. 27.

Actúa como donador primario de electrones mediante fotólisis, reponiendo los electrones de la clorofila y desprendiendo gas . 28. Se sintetiza el transportador redox de electrones , fundamental para glucólisis, ciclo de Krebs y cadena respiratoria. 29. b) Disminuye la energía de activación. Las enzimas facilitan la formación del estado de transición rebajando la barrera de energía de activación sin alterar el equilibrio. 30. c) Citosol celular. La glucólisis se lleva a cabo íntegramente en la matriz citosólica acuosa de la célula. 31. c) RuBisCO. La enzima ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa oxigenasa (RuBisCO) fija el CO gaseoso dentro del estroma cloroplástico. 32. a) Escorbuto.

La carencia de ácido ascórbico (vitamina C) impide la síntesis normal de colágeno, desencadenando la enfermedad conocida como escorbuto. 33. Porque los virus carecen de pared de peptidoglicano, membrana bacteriana y enzimas metabólicas; son partículas acelulares protegidas por cápsides de proteína. 34. El profago es el genoma viral integrado silenciosamente en el cromosoma hospedador sin dañarlo, mientras que el virión lítico se replica activamente y destruye la célula por lisis mecánica. 35. Mediante conjugación (paso de plásmidos por pili), transformación (absorción de ADN desnudo extracelular) y transducción (transporte génico por fagos). 36.

Las arqueas poseen lípidos de membrana unidos mediante enlaces de tipo éter, en contraste con los enlaces éster presentes en bacterias. 37. d) Membrana externa con lipopolisacáridos. Las bacterias Gram-negativas presentan una membrana lipídica externa exclusiva enriquecida con lipopolisacáridos (LPS) endotóxicos. 38. a) Profago. El ADN vírico integrado de forma latente en el cromosoma del hospedador en un ciclo lisogénico se denomina profago. 39. b) 70S. Los ribosomas procariotas son complejos ribonucleoproteicos de 70S, de menor tamaño que los ribosomas 80S de eucariotas. 40. b) Conjugación.

La conjugación bacteriana traslada copias de plásmidos entre dos bacterias acopladas a través de estructuras de pilus sexual. O 2 NAD /NADH + Estructura y Función Celular: Apuntes de Medicina 26