¿Qué es el proceso de oxido-reducción?
Un gran número de reacciones químicas transcurre con la pérdida formal de electrones de un átomo y la ganancia de ellos por otro. La ganancia de electrones recibe el nombre de reducción y la pérdida de electrones oxidación. El proceso global se denomina oxido-reducción o reacción redox. La especie que suministra electrones es el agente reductor (especie que se oxida) y la que los gana es el agente oxidante (especie que se reduce).
Un gran número de reacciones químicas transcurre con la pérdida formal de electrones de un átomo y la ganancia de ellos por otro. La ganancia de electrones recibe el nombre de reducción y la pérdida de electrones oxidación. El proceso global se denomina oxido-reducción o reacción redox. La especie que suministra electrones es el agente reductor (especie que se oxida) y la que los gana es el agente oxidante (especie que se reduce).
¿Cómo se forman los radicales libres?
Los radicales libres pueden formarse cuando se forman los enlaces covalentes, de tal forma que cada porción se queda con una mitad de los electrones compartidos; también se genera cuando un átomo o molécula acepte un solo electrón transferido durante una reacción de oxido reducción.
Los radicales libres son en extremo reactivos y pueden alterar de manera química muchos tipos de moléculas, entre ellas proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. La formación de radicales hidroxilo tal vez sea una de las razones principales de que la luz solar sea tan nociva para la piel.
Los radicales libres pueden formarse cuando se forman los enlaces covalentes, de tal forma que cada porción se queda con una mitad de los electrones compartidos; también se genera cuando un átomo o molécula acepte un solo electrón transferido durante una reacción de oxido reducción.
Los radicales libres son en extremo reactivos y pueden alterar de manera química muchos tipos de moléculas, entre ellas proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. La formación de radicales hidroxilo tal vez sea una de las razones principales de que la luz solar sea tan nociva para la piel.
¿Reacción química de los radicales?
Una vez que el radical libre ha conseguido robar el electrón que necesita para aparear su electrón libre, la molécula estable que se lo cede se convierte a su vez en un radical libre, por quedar con un electrón desapareado, iniciándose así una verdadera reacción en cadena que destruye nuestras células. La vida biológica media del radical libre es de microsegundos; pero tiene la capacidad de reaccionar con todo lo que esté a su alrededor provocando un gran daño a las moléculas y a las membranas celulares. Los radicales libres no son intrínsecamente malos. De hecho, nuestro propio cuerpo los fabrica en cantidades moderadas para luchar contra bacterias y virus. Los radicales libres producidos por el cuerpo para llevar a cabo determinadas funciones son neutralizados fácilmente por nuestro propio sistema. Con este fin, nuestro cuerpo produce unas enzimas (como la catalasa o la dismutasa) que son las encargadas de neutralizarlos. Estas enzimas tienen la capacidad de desarmar los radicales libres sin desestabilizar su propio estado. Las reacciones químicas de los radicales libres se dan constantemente en las células de nuestro cuerpo y son necesarias para la salud. Pero, el proceso debe ser controlado con una adecuada protección antioxidante.
¿Qué es el ATP?
El intermediario, rico en energía, más común y universal del metabolismo celular es el nucleótido adenosin trifosfato (ATP), que puede ceder su grupo fosfato terminal, de elevado contenido energético, aun gran numero de moléculas orgánicas aceptores (azucares, aminoácidos y nucleótidos). La reacción de fosforilación aumenta el nivel de energía libre de la molécula aceptora, permitiendo que interaccionen exergo nicamente en reacciones bioquímicas catalizadas por enzimas.
La molécula de ATP consta de un grupo adenosin, formado por la base pirimidina adenina y el residuo carbohidratado de cinco carbonos ribosa, y de tres grupos fosfato unido. La mayor parte de la energía libre de la molécula reside en la repulsión electrostática mutua de las tres unidades de fosfato, por sus átomos de fosforo cargados positivamente y sus átomos de oxigeno cargados negativamente.
¿Cuál es su estructura y propiedades?
El ATP es un nucleótido trifosfato que se compone de adenosina (adenina y ribosa, como β-D-ribofuranosa) y tres grupos fosfato. Su fórmula molecular es C10H16N5O13P3. La estructura de la molécula consiste en una base purina (adenina) enlazada al átomo de carbono 1' de un azúcar pentosa. Los tres grupos fosfato se enlazan al átomo de carbono 5' de la pentosa. Los grupos fosforilo, comenzando con el grupo más cercano a la ribosa, se conocen como fosfatos alfa (α), beta (β) y gamma (γ).La masa molecular del ATP es de 507,181 g/mol y su acidez es de 6.5. Es una molécula inestable y tiende a ser hidrolizada en el agua. Si el ATP y el ADP se encuentran en equilibrio químico, casi todos los ATP se convertirán a ADP. Este desplazamiento del equilibrio significa que la hidrólisis de ATP en la célula libera una gran cantidad de energía.
¿Por qué el ATP es muy importante en los sistemas vivos?
Las células requieren un continuo suministro de energía. Esta es necesaria para la síntesis de moléculas complejas, la ejecución de trabajo mecánico y el transporte de sustancias a través de sus membranas. La energía es transferida desde las reacciones químicas que la acumulan a las que las consumen, mediante una molécula especial, el ATP. En las células, la energía que recibe o cede el ATP es la contenida en el enlace entre su último fosfato y el resto de la molécula. El enlace se forma durante la síntesis de ATP: incorporan así energía, la que se cede cuando el enlace se escinde.
¿Qué es la bioenergética?
Es el análisis cuantitativo de la forma en que los organismos adquieren y utilizan la energía, la bioenergética puede considerase una parte especial de la ciencia de las transformaciones energéticas denominada termodinámica.
Las células requieren un continuo suministro de energía. Esta es necesaria para la síntesis de moléculas complejas, la ejecución de trabajo mecánico y el transporte de sustancias a través de sus membranas. La energía es transferida desde las reacciones químicas que la acumulan a las que las consumen, mediante una molécula especial, el ATP. En las células, la energía que recibe o cede el ATP es la contenida en el enlace entre su último fosfato y el resto de la molécula. El enlace se forma durante la síntesis de ATP: incorporan así energía, la que se cede cuando el enlace se escinde.
¿Qué es la bioenergética?
Es el análisis cuantitativo de la forma en que los organismos adquieren y utilizan la energía, la bioenergética puede considerase una parte especial de la ciencia de las transformaciones energéticas denominada termodinámica.
¿Qué es un sistema termodinámico?
Un sistema termodinámico, es la parte del universo que elegimos para el estudio, tal como un recipiente de reacción, un organismo, una única célula bacteriana, el resto del universo se considera como el entorno, este debe tener unos límites definidos.
Un sistema termodinámico, es la parte del universo que elegimos para el estudio, tal como un recipiente de reacción, un organismo, una única célula bacteriana, el resto del universo se considera como el entorno, este debe tener unos límites definidos.
¿Qué sucede en la fosforilación oxidativa?
La mayor parte del ATP producido en las células es por un mecanismo de membrana en la mitocondria y en el cloroplasto. Consiste en dos fases interrelacionadas, que se realizan por complejos proteicos embebidos en la membrana.
Fase 1: los electrones (derivados del NADH y del FADH2) son transferidos a lo largo de una serie de transportadores de electrones –denominados cadena de transporte de electrones- integrados en la membrana. Estas transferencias de electrones liberan energía que es utilizada para bombear protones (H+ derivados del agua) a través de la membrana y así generar un gradiente electroquímico de protones.
Fase 2: los H+ fluyen a favor de su gradiente electroquímico, a través de un complejo proteico denominado ATP sintetasa, el cual cataliza la síntesis (dependiente de energía) de ATP a partir de ADP y Pi. Esta enzima ubicua actúa como una turbina, permitiendo que el gradiente de protones impulse la producción de ATP.
¿Qué es el acoplamiento quimiosmótico?
La interrelación entre el transporte de electrones, el bombeo de protones y la síntesis de ATP se le conoce como acoplamiento quimiosmótico. El acoplamiento quimiosmótico es utilizado por la mayoría de los organismos vivos como fuente de producción de ATP, utilizando una gran variedad de sustancias diferentes como fuente de electrones para activar la bomba de protones.
¿Qué es un inhibidor y un desacoplante dar ejemplos?
Un desacoplante químico es básicamente un elemento que bloquea la fosforilación oxidativa impidiendo el paso de electrones por el complejo F0-F1 para generar ATP en una reacción en la qe se le añade un P inorgánico a un ADP; por lo tanto no se genera ATP y esa energía se traduce solo en la producción de calor. Un ejemplo de los desacoplantes son: valinomicina, nigericina, oligomicina.
Un inhibidor de la cadena respiratoria bloquea el pasaje de electrones desde un complejo al siguiente, todo elemento que inhiba el pasaje de electrones en la cadena respiratoria está impidiendo la producción de O2 en la mitocondria. un ejemplo de estos son: amital, rotenona, anticimina, monóxido de carbono y cianuro.
¿Qué es la fotobiología?
La fotobiología es la ciencia que estudia las interacciones de la luz y los seres vivos; es decir la relación entre energía lumínica y materia biológica. Hace parte de ella la fotodermatología, la cual se ocupa del estudio de las reacciones fisiológicas y patológicas de la piel a la radiación ultravioleta (RUV). Además incluye el uso terapéutico de las enfermedades.
¿Qué contienen los pigmentos proteína?
Los complejos pigmento-proteína también contienen componentes específicos para la transferencia de electrones, que son importantes para la obtención de energía mediante el proceso de fotosíntesis. La organización de los complejos pigmento-proteína dentro de la membrana del tilacoide es tal que en realidad pueden ser distinguidos dos fotosistemas. Cada fotosistema contiene un conjunto de clorofilas y carotenoides conocido como pigmentos antena, por la función que realizan.
¿Para qué nos sirven los cromoforos de la piel?
Los cromóforos de la piel son moléculas específicas que al absorber la RUV y la visible, aseguran los efectos biológicos de éstas sobre la piel. Estas moléculas tienen un característico espectro de absorción que depende de su estructura molecular. Los cromóforos son "energizados" por absorción de radiación y este hecho puede llevar a una reorganización molecular y/o a una acción con las moléculas vecinas (reacciones fotoquímicas).
¿Cómo se lleva a cabo el transporte membranal?
Se denomina transporte de membrana al conjunto de mecanismos que regulan el paso de solutos, como iones y pequeñas moléculas, a través de membranas plasmáticas, que poseen proteínas embebidas en ellas. Dicha propiedad se debe a la selectividad de membrana, una característica de las membranas celulares que las faculta como agentes de separación específica de sustancias de distinta índole química; es decir, la posibilidad de permitir la permeabilidad de ciertas sustancias pero no de otras. Los movimientos de casi todos los solutos a través de la membrana están mediados por proteínas transportadoras de membrana, más o menos especializadas en el transporte de moléculas concretas.
¿Vías de transporte a través de la membrana?
Difusión facilitada
Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidica. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros monosacáridos. Estas sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática mediante el proceso de difusión facilitada, con la ayuda de una proteína transportadora.
La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple y depende:
• Del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana
• Del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana
• De la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo
Osmosis
Es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de agua son transportadas a través de la membrana. El movimiento de agua se realiza desde un punto en que hay mayor concentración a uno de menor para igualar concentraciones. De acuerdo al medio en que se encuentre una célula, la ósmosis varía. La función de la osmosis es mantener hidratada a la membrana celular. Dicho proceso no requiere gasto de energía.
• En un medio isotónico: paso constante de agua.
• En un medio hipotónico: la célula absorbe agua hinchándose y hasta el punto en que puede estallar.
• En un medio hipertónico: la célula arruga llegando a deshidratarse y se muere.
Transporte activo
Mecanismo que permite a la célula transportar sustancias disueltas a través de su membrana desde regiones menos concentradas a otras más concentradas. Es un proceso que requiere de energía, llamado también producto activo debido al movimiento absorbente de partículas es un proceso el energía-requerir que mueve el material a través de una membrana de la célula y sube el gradiente de la concentración.
¿Por qué se dice que es permeable la membrana?
La membrana plasmática es una barrera selectivamente permeable que permite el paso de unas sustancias pero no de otras. Determina pues que sustancias entran o salen de la célula. El interior hidrofóbico de la bicapa de fosfolípidos es una de las razones por las que la membrana es selectivamente permeable. Así, la bicapa lipídica tiene un papel fisicoquímico dual pues sirve por una parte como un solvente de las proteínas de la membrana y por otra actúa como una barrera a la permeabilidad.
¿Qué es la transducción de señales?
La transducción de señales a nivel celular se refiere al movimiento de señales desde fuera de la célula a su interior. El movimiento de señales puede ser simple, como el asociado a las moléculas del receptor de la acetilcolina: receptores que se constituyen en canales los cuales, luego de su interacción con el ligando, permiten que las señales pasen bajo la forma movimiento de iones al interior de la célula.
Mencione un receptor de traducción de señales y un tipo de señalización intercelular
Receptores que están asociados, dentro de la célula, a las proteínas G (que se unen e hidrolizan al GTP). Los receptores que interactúan con las proteínas-G tienen una estructura que se característica porque atraviesa la membrana celular 7 veces, por lo que estos receptores tienen 7 dominios transmembrana. Estos receptores se llaman receptores serpentina. Ejemplos de esta clase son los receptores adrenérgicos, receptores del olor, y ciertos receptores hormonas (ge. glucagón, angiotensina, vasopresina y bradicinina).
Señales endocrinas: Las hormonas son producidas por células del sistema endocrino y circulan por el torrente sanguíneo hasta alcanzar todos los lugares del cuerpo. Es de respuesta lenta, inespecífica, larga duración y actúa a distancia.
¿De qué depende el sentido del gusto?
El sentido del gusto depende de la estimulación de los llamados "botones gustativos", las cuales se sitúan preferentemente en la lengua, aunque algunas se encuentran en el paladar; su sensibilidad es variable. Los nervios (principalmente faciales) conectados con las papilas gustativas transmiten impulsos al centro nervioso situado en el bulbo raquídeo (continuación de la médula allí donde empieza la columna vertebral); de aquí, los impulsos se transmiten a las caras superior e interna del lóbulo parietal, en íntima relación con el área del cerebro relacionada con el olfato. A partir de los estudios psicológicos, se piensa en general que existen cuando menos cuatro sensaciones sápidas primarias: ácido, salado, dulce y amargo; pero sabemos que una persona puede percibir cientos o miles de sabores diferentes. Se supone que se trata de combinaciones de las cuatro sensaciones primarias, de la misma manera que todos los colores del espectro son combinaciones de tres sensaciones coloreadas primarias. Sin embargo, podría existir otra clase o subclase de sensaciones primarias, menos evidentes.
¿Cómo se divide la lengua y los diferentes sentidos del gusto?
Los fisiólogos han identificado los cuatro sabores elementales y los han codificado en los siguientes términos:
• La sensación denominada dulce.
• La sensación denominada ácida
• La sensación denominada salada
• La sensación denominada amarga
¿Cerca de cuantas papilas gustativas cuenta el ser humano?
Las casi 10.000 papilas gustativas que tiene el ser humano están distribuidas de forma desigual en la cara superior de la lengua, donde forman manchas sensibles a clases determinadas de compuestos químicos que inducen las sensaciones del gusto. Por lo general, las papilas sensibles a los sabores dulce y salado se concentran en la punta de la lengua, las sensibles al ácido ocupan los lados y las sensibles al amargo están en la parte posterior. Los compuestos químicos de los alimentos se disuelven en la humedad de la boca y penetran en las papilas gustativas a través de los poros de la superficie de la lengua, donde entran en contacto con células sensoriales. Cuando un receptor es estimulado por una de las sustancias disueltas, envía impulsos nerviosos al cerebro. La frecuencia con que se repiten los impulsos indica la intensidad del sabor; es probable que el tipo de sabor quede registrado por el tipo de células que hayan respondido al estímulo
¿Cómo se lleva a cabo el estimulo del olfato?
Hay unos veinte tipos distintos de receptores, cada uno de los cuales se encarga de una clase determinada de moléculas de olor. Estas células establecerán sinapsis con las neuronas de los bulbos olfatorios, que mandarán las señales al cerebro. La nariz humana distingue entre más de 10.000 aromas diferentes. El olfato es el sentido más fuerte al nacer. Las sustancias son compuestos químicos volátiles transportados por el aire. El olfato es el sentido encargado de detectar y procesar los olores. Es un quimiorreceptor en el que actúan como estimulante las partículas aromáticas u odoríferas desprendidas de los cuerpos volátiles, que ingresan por el epitelio olfativo ubicado en la nariz, y son procesadas por el sistema olfativo.
Estos compuestos liberan en la atmósfera pequeñas moléculas que percibimos al inspirar. Estas moléculas alcanzan la mucosa olfativa, que consta de tres tipos característicos de células: las células olfativas sensoriales, las células de sostén y las células basales, que se dividen aproximadamente una vez al mes para remplazar. Los 20 o 30 millones de células olfativas humanas contienen, en su extremo anterior, una pequeña cabeza con cerca de 20 pequeños filamentos sensoriales (cilios). El moco nasal acuoso transporta las moléculas aromáticas a los cilios con ayuda de proteínas fijadoras; los cilios transforman las señales químicas de los distintos aromas en respuestas eléctricas. Las prolongaciones nerviosas de las células olfativas alcanzan el bulbo olfativo a través de micro-orificios del cráneo; el bulbo es una porción anterior del cerebro, que se ocupa de la percepción de los olores. Estas prolongaciones nerviosas terminan en los glomérulos, pequeñas terminaciones de células olfativas de forma esférica donde se procesan las señales aromáticas que luego son conducidas por células receptoras especiales. La información llega primero al sistema límbico y al hipotálamo, regiones cerebrales; responsables de las emociones, sentimientos, instintos e impulsos, tales regiones almacenan también los contenidos de la memoria y regulan la liberación de hormonas. Por este motivo, los olores pueden modificar directamente nuestro comportamiento y las funciones corporales. Sólo más tarde parte de la información olorosa alcanza la corteza cerebral y se torna consciente
¿Células receptoras del olfato?
La glándula pituitaria roja: Se ubica en la parte inferior de la fosa nasal y está recubierto por numerosos vasos sanguíneos que calientan el aire.
La glándula pituitaria amarilla: Se ubica en la parte superior de las fosas nasales y presenta tres capas:
Células de sostén
Células olfatorias
Células basales
¿Qué son los quimiorreceptores del olfato?
Los quimiorreceptores, denominados también células de Schultze, son neuronas bipolares cuyas dendritas terminan en cilias que se orientan hacia la cavidad nasal. Los axones de las células de Schultze constituyen las fibras nerviosas que atraviesan la lamina cribosa del etmoides y confluyen en los bulbos olfatorios (uno para cada fosa nasal).
¿La retina que tipo de fotorreceptores contiene?
La retina contiene fotorreceptoras, bipolares, horizontales, amacrinas y ganglionares y dos tipos principales de células fotorreceptoras (bastones y conos). Ambos tipos celulares establecen una conexión sináptica directa con interneuronas.
¿Cómo son llevadas las señales al cerebro para poder proyectar la imagen?
Células bipolares, que conectan a las células fotorreceptoras con las células ganglionares. Los axones de estas llevan los potenciales de acción hacia el cerebro a través del nervio óptico. Modificando el flujo de información en las sinapsis. Las células bipolares establecen sinapsis de inhibición lateral para conseguir una visión más perfecta; mientras que las amacrinas se disponen mediando entre las células bipolares y las ganglionares.
La estimulación de los fotorreceptores se inicia por la absorción de la luz por el pigmento visual y el efecto fotoquímico correspondiente ya que todos fotorreceptoras son distintos detecta impulsos nerviosos. Los bastones y conos, al ser alcanzados por la luz, se establecen unas ciertas condiciones físico-químicas que van a desencadenar el impulso de otras células nerviosas. Donde si se detectan los impulsos nerviosos es en el nervio óptico, por fibras nerviosas de las células ganglionares. En los conos y bastones no existe potencial de acción, sólo un potencial receptor que se transmite al resto de las células nerviosas, siendo las células ganglionares las encargadas de transmitir los potenciales de acción a través del nervio óptico
¿Qué función tienen los conos y los bastones?
Existen 120 millones de conos y 7 millones de bastones en la especie humana, tienen características morfológicas similares, pero son diferentes funcionalmente. En ambos tipos celulares se distinguen tres regiones comunes claramente diferenciadas: el segmento externo, el segmento interno y el terminal sináptico. Los bastones son más sensibles a la luz que los conos, se encuentran por toda la retina y son más importantes para la percepción de la luz. Son receptores de baja frecuencia (380 a 600 nm de longitud de onda). Los conos no son tan sensibles a la luz, son funcionalmente más importantes cuando la intensidad luminosa es alta, (receptores de alta frecuencia, 450 a 780 nm). Los conos son también los únicos responsables de la visión del color.
Como se da el proceso de la visión
El principal estímulo de la vista es la luz y el campo receptor es la retina.
La luz pasa a través de:
La córnea y el humor acuoso (primera refracción)
La pupila, el cristalino (segunda refracción)
Humor vítreo, retina (tercera refracción)
Descripción:
La córnea es, una estructura transparente y constituye el elemento refractivo principal del ojo.
El humor acuoso es, un líquido claro que ocupa el espacio entre la córnea y el cristalino.
La pupila es, la abertura dilatable y contráctil en el centro del iris por la que pasan los rayos luminosos.
El cristalino es, un cuerpo lenticular, transparente, situado entre el humor acuoso y el cuerpo vítreo.
Humor vítreo es, la sustancia que llena la cámara posterior del ojo, detrás del cristalino.
La retina es, la membrana más interna de las tres que forman el globo ocular.
El globo ocular está protegido dentro de la órbita y solamente está expuesta la sexta parte. La parte expuesta está protegida por los párpados. Las glándulas lacrimales producen lágrimas para limpiar, facilitar el deslizamiento de los párpados y humectar a las células de la conjuntiva.
El ojo debe realizar dos ajustes uno para la intensidad de la luz y otro para la distancia.
El iris (es la parte pigmentada o color del ojo) puede abrirse o encogerse cuando hay poca luz o cerrarse cuando hay demasiada luz, que consta de fibras musculares radiales y circulares.
El principal estímulo de la vista es la luz y el campo receptor es la retina.
La luz pasa a través de:
La córnea y el humor acuoso (primera refracción)
La pupila, el cristalino (segunda refracción)
Humor vítreo, retina (tercera refracción)
Descripción:
La córnea es, una estructura transparente y constituye el elemento refractivo principal del ojo.
El humor acuoso es, un líquido claro que ocupa el espacio entre la córnea y el cristalino.
La pupila es, la abertura dilatable y contráctil en el centro del iris por la que pasan los rayos luminosos.
El cristalino es, un cuerpo lenticular, transparente, situado entre el humor acuoso y el cuerpo vítreo.
Humor vítreo es, la sustancia que llena la cámara posterior del ojo, detrás del cristalino.
La retina es, la membrana más interna de las tres que forman el globo ocular.
El globo ocular está protegido dentro de la órbita y solamente está expuesta la sexta parte. La parte expuesta está protegida por los párpados. Las glándulas lacrimales producen lágrimas para limpiar, facilitar el deslizamiento de los párpados y humectar a las células de la conjuntiva.
El ojo debe realizar dos ajustes uno para la intensidad de la luz y otro para la distancia.
El iris (es la parte pigmentada o color del ojo) puede abrirse o encogerse cuando hay poca luz o cerrarse cuando hay demasiada luz, que consta de fibras musculares radiales y circulares.
