Biología para Nacional 2019 - Muestra
Biología para Nacional 2019 - Muestra
Biología para Nacional 2019 - Muestra
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Índice
Editorial Moraleja
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AGRADECIMIENTOS A INSTITUCIONES
Agradecer a las instituciones que hasta el momento han reconocido el trabajo y han
confiado en nuestros textos para enseñar a sus alumnos.
ii Editorial Moraleja
Índice
PRESENTACIÓN
El Libro que tienes en tus manos, no es un texto clásico de Biología porque los contenidos
no están tratados in extenso, ni de manera secuencial sino exclusivamente de acuerdo al
temario publicado por el DEMRE para la Prueba de Biología, que agrupa los contenidos y
habilidades por nivel: I°, II°, III° y IV° año de Educación Media.
Como saben, la sección de Biología de la Prueba de Ciencias está configurada en dos partes:
un módulo común, con 18 preguntas de las materias de I° y II° Medio, y un módulo electivo, de
26 preguntas que profundiza las materias de I° y II° e incluye los contenidos de III° y IV°.
Las preguntas corresponden a 5 ejes temáticos:
2 Organización, estructura y actividad celular,
2 Procesos y funciones vitales,
2 Biología humana y salud,
2 Herencia y Evolución
2 Organismo y ambiente
Para elaborar este texto y las preguntas de ejercitación, se consideraron las Habilidades que
se evalúan y que son 4.
2 Reconocimiento: implica la memorización, el recuerdo de información en forma similar
a como fue recibida y aprendida con anterioridad. Incluye desde el recuerdo de los
datos específicos, como la definición de un concepto, hasta los de mayor complejidad,
como recordar los componentes de un sistema.
2 Comprensión: va más allá de la simple memorización o recuerdo, pues como su nom-
bre lo indica, implica comprender, traducir, seleccionar, transferir y utilizar la información
de la cual se dispone, comparándola, contrastándola, ordenándola o agrupándola en
base a los conocimientos previos con que cuenta el alumno.
2 Aplicación: apunta al uso de la información, utilización de métodos, conceptos y teorías
en situaciones planteadas. Consiste en ser capaz de resolver o solucionar un problema
en forma correcta, lo que implica la utilización de conocimientos específicos, hechos,
técnicas, fórmulas y relaciones en la resolución de situaciones concretas.
2 Análisis, síntesis y evaluación: Estas habilidades de nivel superior permiten dividir una in-
formación en sus partes constitutivas, determinando cómo se relacionan entre sí, y con
la estructura general, produciendo, integrando y combinando ideas en una propuesta
nueva, para así emitir juicios de valor haciendo uso de ciertos criterios o normas que per-
mitan escoger teorías, basándose en argumentos.
Es importante entonces que solo después de leer el texto resuelvas las preguntas, analices
cada alternativa buscando lo correcto o incorrecto de cada una, verifiques la existencia del
logro o en caso contrario ver en que te equivocaste.
Daniel Valverde
Profesor Bíologia
ÍNDICE
MÓDULO COMÚN Mitosis
Citocinesis
Meiosis
67 | Gametogénesis
CAPíTulo 1 | BIOMOLÉCULAS Espermatogénesis
Ovogénesis
7 | ¿QUÉ SON LOS SERES VIVOS?
72 | El cáncer
8 | BIOELEMENTOS
73 | Bases genéticas del cáncer
9 | MOLÉCULAS INORGÁNICAS 74 | Factores de riesgo y epidemiología del cáncer
El agua
Las sales minerales
62 | NIVELES DE REPRODUCCIÓN
63 | EL CICLO CELULAR CAPíTulo 6 | HERENCIA MENDELIANA
64 | Interfase
129 | ¿QUÉ ES GENÉTICA?
64 | División celular
130 | Historia de las leyes de Mendel
iv Editorial Moraleja
Índice
143 | GENEALOGÍAS
| Patrones de herencia
143
Autosómico dominante
MÓDULO ELECTIVO
Autosómico recesivo
Ligado a X dominante
Ligado a X recesivo CAPíTulo 8 | CONTROL DE LA
Ligado a Y (holándrico) HOMEOSTASIS
Citoplasmática, extracromosómica o mitocondrial
187 | EL MEDIO INTERNO
187 | HOMEOSTASIS
CAPíTulo 7 | ORGANISMO Y 187 | ¿Cómo se forma el líquido intercelular o intersticial?
AMBIENTE 188 | Equilibrio hidrosalino. Los Nefrones
El corpúsculo de Malpighi:
158 | ¿QUÉ ES LA ECOLOGÍA? Los tubos uriníferos:
158 | El medio ambiente 189 | Funcionamiento de los nefrones
159 | Niveles de Organización 191 | Regulación hormonal de la función renal
159 | FLUJO DE ENERGÍA Y CIRCULACIÓN DE 191 | La regulación de la temperatura.
MATERIA AL INTERIOR DE LO ECOSISTEMAS
192 | EL ESTRÉS
159 | Incorporación de energía
192 | Tipos de estrés
160 | La Fotosíntesis Estrés agudo
Mecanismo de la Fotosíntesis Estrés crónico
161 | Incorporación de materia
Trama trófica
Concentración de Sustancias en el Ecosistema
Aprovechamiento de la energía en el ecosistema.
CAPíTulo 9 | EL SISTEMA NERVIOSO
164 | RECIRCULACIÓN (RECICLAJE) DE LA 205 | INTRODUCCIÓN AL SISTEMA NERVIOSO
MATERIA 206 | ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DEL
164 | Ciclo del carbono SISTEMA NERVIOSO
164 | Ciclo del nitrógeno 206 | Origen y Desarrollo del Sistema Nervioso
165 | RELACIONES DE DEPENDENCIA ENTRE LOS 206 | LA NEURONA
ORGANISMOS DE UN ECOSISTEMA 207 | Estructura de la Neurona
165 | Densidad ecológica 208 | Tipos de Neuronas
165 | Distribución
209 | LAS CÉLULAS GLIALES (NEUROGLIA)
166 | Tamaño de la población
Factores densodependientes 210 | SUSTANCIAS GRIS Y BLANCA
Factores densoindependientes
210 | EL IMPULSO NERVIOSO
167 | Crecimiento poblacional
211 | Modalidades de Conducción
Exponencial o ilimitado
Sigmoideo o autolimitado
212 | Las Sinapsis
168 | Estrategias de vida 212 | Transmisión del impulso nervioso.
Estrategas tipo r 214 | ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO DE
Estrategas tipo k LOS VERTEBRADOS
169 | ECOLOGÍA DE COMUNIDADES 214 | El sistema nervioso central
169 | Interacciones en la Comunidad La médula espinal
Funciones de la médula espinal
169 | Competencia
Vías de Conducción Nerviosa
170 | Depredación El Encéfalo
170 | Comensalismo El Tronco Encefálico
170 | Parasitismo El Cerebelo
170 | Mutualismo El Cerebro
vi Editorial Moraleja
CAPíTulo 1 “Que la comida sea tu alimento y
el alimento tu medicina”
BIOMOLÉCULAS — HIPÓCRATES —
CONSIDERADO EL PADRE DE LA MEDICINA
GRECIA S.V A.C – IV A.C
Biología, del griego bios (vida), suele definirse como “ciencia de la vida” o en un sentido más
preciso como la ciencia que estudia la estructura, funciones y relaciones recíprocas de los
seres vivos.
Los seres vivos, al igual que las estructuras inertes, son objetos físicos que ocupan un lugar en el
espacio y poseen masa, es decir, tienen una existencia material. Sin embargo, poseen muchas
diferencias de forma, tamaño y actividad con respecto a la materia inerte.
2 Se mueven.
2 Presentan irritabilidad.
2 En su estado adulto, tienen forma y tamaño definido.
2 Intercambian continuamente materia y energía con el medio (metabolismo).
2 Realizan ciclos continuos de crecimiento, diferenciación, reproducción y muerte.
2 Se adaptan estructural o conductualmente a las modificaciones que experimenta su medio
ambiente, etc.
Sin embargo, los análisis químicos realizados a la materia viva revelan que está formada por los
mismos elementos que, en proporciones variables, se encuentran en la mayoría de los objetos
inertes.
La mayoría de los científicos cree que las diferencias entre la materia inerte y los sistemas vivos
se originan en los distintos niveles de organización que presentan los componentes de ambos
sistemas.
2 Bioelementos: C, H, O, N …
2 Biomoléculas: agua: H2O, oxígeno O2, carbohidratos …
2 Complejos supramoleculares: cromosomas, membrana celular …
2 Organelos: mitocondrias, lisosomas …
2 Células: neuronas, eritrocitos …
2 Tejidos: sangre, nervioso …
2 Órganos: cerebro, hígado …
2 Aparatos o sistemas: respiratorio, digestivo …
2 Organismos pluricelulares: animales, plantas …
2 Poblaciones: conjunto de individuos de la misma especie.
2 Biocenosis: interacción entre poblaciones.
2 Ecosistemas: interacción entre las biocenosis y el biotopo.
2 Bioma: conjunto de ecosistemas de características semejantes.
2 Biosfera: conjunto de todos los biomas de la Tierra.
2 . BIOELEM EN TOS
Los análisis químicos de los seres vivos han llevado a demostrar que éstos se encuentran forma-
dos por unos 20 elementos que constituyen el primer nivel de organización de la materia.
La presencia de estos elementos químicos es constante en todos los seres vivos, desde el más
simple al más complejo. Algunos de ellos son cuantitativamente abundantes, constituyendo
en conjunto más del 99% de la masa viva. Otros se encuentran en cantidades muy pequeñas,
inferiores al 1%, pero su presencia es igualmente importante.
8 Editorial Moraleja
Biomoléculas | Capítulo 1
La actividad química o la relación de un átomo con otro átomo, depende del número y distri-
bución de los electrones en la capa más externa. Para ello, los átomos de la mayoría de los 90
elementos naturales mantienen incompletas sus capas externas. Debido a esta característica,
los átomos son inestables y tienden a captar, ceder o compartir electrones con otros átomos
para lograr una mayor estabilidad, estableciéndose entre ellos enlaces químicos que dan ori-
gen a un segundo nivel de organización: las moléculas.
a. El agua
Es el componente más abundante en cualquier ser vivo. En promedio, un 70% del peso total de
un organismo es agua, pudiendo variar entre un 60% y un 95%. Por regla general, el porcentaje
de agua está en directa relación con el estado funcional de la célula. De este modo, en un
mismo organismo, la cantidad de agua de un tejido aumenta a medida que incrementa su
actividad funcional al participar directamente en las reacciones químicas, como la hidrólisis.
Las mayores cantidades se encuentran en los embriones, cerebro y músculos, mientras que los
menores porcentajes están en los ancianos, huesos y dientes.
La razón de la gran abundancia del agua está en sus múltiples propiedades fundamentales
para la vida, tales como:
2 Capacidad disolvente: El agua es el mejor solvente natural. Disuelve la mayoría de las mo-
léculas polares. De este modo, facilita el transporte de moléculas por los líquidos corporales.
2 Disocia electrolitos: Al disolver las sustancias, deja tanto a átomos como a moléculas en es-
tado iónico con lo cual facilita la participación de éstas en las reacciones químicas.
2 Constante dieléctrica: Tiene la capacidad de mantener separados a los iones o partículas
con cargas opuestas disminuyendo las fuerzas de atracción entre ellas. Para esto, los iones
separados se rodean de una capa de moléculas de agua permaneciendo hidratados.
2 Capacidad calorífica: El agua cambia muy lentamente de temperatura, de modo que
un organismo puede absorber grandes cantidades de calor sin aumentar mucho su
temperatura.
2 Alto calor de vaporización: Para convertir 1 gramo de agua en vapor, se requieren unas 600
calorías, por lo cual, un organismo puede disipar grandes cantidades de calor mediante la
evaporación de pequeñas cantidades de agua.
2 Elevada tensión superficial: Las moléculas de agua atraen hacia su superficie otras molécu-
las de agua, lo cual permite que los cuerpos adopten una forma esférica, adquiriendo el
menor volumen posible. Esto es importante para los animales que viven en zonas frías pues
les permite reducir la pérdida de calor.
El agua corporal no se encuentra libre sino contenida en compartimientos limitados por las
paredes vasculares y las membranas celulares. La mayor cantidad de agua (2/3 del total) se
encuentra dentro de las células, mientras que el tercio restante está en el compartimiento ex-
tracelular. De esta última, la cuarta parte se encuentra formando a la sangre y las 3/4 partes
restantes forman la linfa y el líquido intersticial.
Las sales minerales son muy solubles en agua, por lo cual, se les encuentra en los seres vivos,
de modo general, bajo la forma de cationes y aniones puesto que debido a su naturaleza
electrolítica se encuentran en parte disociados. De esta forma participan en la propagación
del impulso nervioso o como cofactores enzimáticos activan algunas enzimas. Los iones más
importantes son:
10 Editorial Moraleja
Biomoléculas | Capítulo 1
Como consecuencia del metabolismo, las células producen ácidos y bases. Sin embargo, para
el correcto funcionamiento de la célula se requiere un pH constante, alrededor de 7,4. En la
célula, determinadas sales actúan como soluciones tampón (mezcla de sal y ácido, que es
capaz de equilibrar el pH en un margen determinado), regulando el equilibrio ácido–base.
Otros son insolubles en agua y forman depósitos sólidos. Ciertos organismos aprovechan estos
depósitos como estructuras de soporte y protección (huesos, conchas). Otros minerales son res-
ponsables de la estabilidad de los coloides manteniendo el grado de hidratación adecuado e
impidiendo su coagulación.
En los organismos vivos se encuentran cuatro tipos diferentes de moléculas orgánicas: carbohi-
dratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
Todas estas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Además, las proteínas contie-
nen nitrógeno y azufre y los ácidos nucleicos contienen nitrógeno y fósforo.
Algunas de estas moléculas, como los carbohidratos, las proteínas y los ácidos nucleicos pue-
den formar polímeros. Se denomina polímero a una macromolécula constituida por la unión
de muchas moléculas pequeñas similares, las que se denominan monómeros. Cuando dos
monómeros similares se unen forman un dímero, si son tres un trímero. Hasta diez se lo nombran
genéricamente oligómero.
El proceso de unión de monómeros se realiza por el proceso llamado síntesis por deshidrata-
ción. Como todos los monómeros tienen átomos de H y grupos oxidrilos (–OH) libres, al unirse
entre ellos se desprende una molécula de agua.
OH HO OH HO O OH
HO
O
H H
Hidrólisis
O OH HO OH HO OH
HO
O
H H
a. Las Proteínas
Las proteínas, (del gr. Proteo), las primeras, son los compuestos orgánicos más abundantes
y característicos de la materia viva. Estas moléculas son polímeros formados por la unión de
moléculas sencillas llamadas aminoácidos. Químicamente, están formados por C, H, O y N,
aunque dos de ellos poseen S.
cantidades inferiores al mínimo requerido diario, a los cuales se denominan aminoácidos esen-
ciales y debemos incluirlos en nuestra dieta. Ellos son: treonina, metionina, lisina, valina, leucina,
isoleucina, histidina, fenilalanina y triptófano, mientras que los demás pueden ser sintetizados
en nuestras células a partir de otras moléculas orgánicas como los carbohidratos y los lípidos.
De los 20 aminoácidos, dos de ellos son ácidos, cinco son neutros y polares, es decir, hidrofílicos
y diez son neutros no polares (hidrofóbicos).
átomo de
hidrógeno átomo de
H carbono a
H2N C COOH
grupo
grupo carboxilo
amino R
grupo de
cadena lateral
La condensación de aminoácidos para formar una molécula proteica se produce de tal modo
que el grupo –COOH de un AA se combina con el grupo –NH2 del AA adyacente con la pér-
dida simultánea de una molécula de agua, constituyendo un enlace peptídico (–NH–CO–).
O H2O O
H2N CH C HN CH C OH
R R
Aminoácido 1 Aminoácido 2
2 Simples: las que están formadas sólo por AA, ej.: insulina, colágeno, albúmina.
2 Conjugadas: aquellas en cuya constitución participan otras moléculas, denominadas gru-
pos prostéticos además de los AA ej.: lipoproteínas, glicoproteínas, nucleoproteínas (con
ácido nucleico), y cromoproteínas (con un pigmento, tal como la hemoglobina con fierro).
Entre los AA que forman a la cadena, se forman otros enlaces, del tipo puente H, entre los gru-
pos amino de algunos aminoácidos y los grupos carboxilo de otros aminoácidos, que pliegan
a la proteína otorgándole una forma tridimensional conocida como estructura secundaria.
Hay dos tipos de estructuras secundarias típicas, la alfa hélice, similar a un espiral y la beta, en
forma de hoja.
Además, las proteínas “solubles”, interactúan con el agua, de manera que sus grupos hidrofó-
bicos se ubican hacia el interior de la molécula, mientras que los grupos polares se ubican en
la superficie y establecen uniones iónicas, covalentes o puentes H que forman un plegamiento
denominado estructura terciaria. Según el plegamiento adoptado, se generan dos clases de
proteínas:
12 Editorial Moraleja
Biomoléculas | Capítulo 1
2 Fibrilares: Con estructura secundaria tipo alfa hélice. Son cadenas largas, insolubles en
agua, de gran resistencia física, por lo cual están generalmente vinculadas con funciones
estructurales tales como el colágeno de la piel o la actina y la miosina del músculo.
2 Globulares: Se originan tanto a partir de proteínas o porciones de proteínas del tipo alfa,
como de beta o de una combinación de ambas. Ello origina cadenas enrolladas, de for-
mas esféricas o globulares “solubles” en agua y con papeles muy dinámicos en el orga-
nismo. Se les encuentra en el plasma sanguíneo (gamma globulinas) o en el interior de las
células (enzimas).
Por último, cuando dos o más moléculas proteicas se unen, forman un nivel de organización
más complejo conocido como estructura cuaternaria.
Las proteínas cumplen funciones muy variadas en los seres vivos, tanto en el ámbito celular
como al nivel de organismo multicelular. Es así como constituyen las membranas de todas las
células y organelos. También forman el citoesqueleto y dan firmeza, rigidez o elasticidad a los
tejidos por medio del colágeno y la elastina. Otras regulan el metabolismo, a través de hormo-
nas como la insulina o a través de los biocatalizadores o enzimas. También intervienen en la
defensa del organismo a través de los anticuerpos, etc.
b. Los Carbohidratos
Su otra denominación como “glúcidos” deriva de la palabra glucosa, la cual proviene del vo-
cablo griego glykos que significa dulce.
Monosacáridos: formados por un (mono) grupo de azúcar (sacárido), pudiendo ser simples o
derivados y con 3 a 8 átomos de carbono. Son sustancias sólidas, cristalinas, de color blanco,
generalmente de sabor dulce, solubles en agua y dializables. Se nombran añadiendo la termi-
nación osa al número de carbonos, Ej., triosa, tetrosa, pentosa, etc.
Las triosas y tetrosas tienen estructura lineal. A partir de las pentosas adoptan generalmente
forma cíclica en equilibrio con la forma lineal que se presenta sólo en un mínimo porcentaje.
Ejemplos de triosas: gliceraldehido (aldosa), dihidroxiacetona (cetosa); de pentosas: ribosa y
desoxirribosa (aldosas); de hexosas: glucosa, galactosa (aldosas) y fructosa (cetosa).
CH2OH
H O H
H
Glucosa
OH H
OH OH
H OH
Los principales monosacáridos son las pentosas y hexosas. Las pentosas como la ribosa y
desoxirribosa se encuentran formando parte de grandes e importantes macromoléculas como
los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y el ATP. La ribulosa por su parte, participa en la fotosíntesis.
Las hexosas son compuestos fundamentales de nuestra alimentación y las utilizamos como
base del metabolismo celular. La fructosa (azúcar de fruta) forma parte de la sacarosa o azú-
car común; la galactosa se encuentra en el disacárido lactosa o azúcar de leche, mientras
que la glucosa o azúcar de uva, es el monosacárido más común en el organismo humano y el
combustible más importante para nuestras células. En la sangre se halla en concentraciones
de 1 gramo por litro.
Oligosacáridos: Son glúcidos formados por la unión de unos pocos monosacáridos, entre 2 a
10, mediante enlaces glucosídicos. Este es un tipo de enlace covalente que se establece entre
el (–OH) del C1 de un monosacárido y el (–OH) del C4 del segundo monosacárido, con pérdida
de una molécula de agua. Cuando el C1 de un monosacárido se une al C6 del segundo mo-
nosacárido, la molécula experimenta ramificaciones.
Los oligosacáridos son cristalinos, solubles en agua y de sabor dulce. Se clasifican según el
número de monosacáridos que los forman siendo los disacáridos (formados por 2 monosacári-
dos), los de mayor importancia biológica.
La maltosa, está formada por dos glucosas, la lactosa por una glucosa y una galactosa y la
sacarosa por una glucosa y una fructosa.
CH2OH
H H O H HOH2C O H
O
H H HO
HO OH CH2OH
H OH OH H
Sacarosa
Polisacáridos: formados por muchos monosacáridos. Pueden ser simples, como la celulosa,
que es un polímero lineal que forma la pared de las células vegetales y que está formado por
la condensación de muchas moléculas de glucosa, con las consiguientes pérdidas de molécu-
las de agua. También en vegetales como el arroz, trigo, maíz o papas, se encuentra el almidón,
formado por glucosas dispuestas como un componente lineal y otro ramificado.
HOH C HOH C
2 2 O
O
H H H H H H
HO HO HO OH H O OH H
O
OH
H H O H H O H H OH H OH ENLACE a (1,69)
O H
H H H OH O
OH H OH H OH H ENLACE a (1,4) H H H
OH O O OH O OH H O
H OH H OH H OH H OH
Almidón Glucógeno
14 Editorial Moraleja
Biomoléculas | Capítulo 1
HO HO
H O H O O
H H
OH H O OH H
O H H
H OH H OH
Celulosa
En los animales, el polisacárido más abundante es el glucógeno, que está formado por gluco-
sas muy ramificadas. En el hombre, los excesos de glucosa ingeridos, que podrían escaparse
de la célula por difusión, se concentran en el glucógeno. Por ello, constituyen una importante
reserva de energía para el organismo. Principalmente se encuentra concentrado en los mús-
culos e hígado. Estos polisacáridos no cristalizan, son prácticamente insolubles en agua, tienen
alto peso molecular y poco sabor dulce.
c. Los Lípidos
Los lípidos constituyen una clase numerosa de compuestos orgánicos de variada composición
química. Una característica común a todos es su insolubilidad en agua y solventes polares y su
solubilidad en solventes no polares como el éter, cloroformo, benceno, acetona, etc. Al igual
que los carbohidratos, desempeñan papeles importantes en el almacenamiento de energía
y como componentes estructurales. Los compuestos de este grupo incluyen los ácidos grasos,
los lípidos saponificables (ácido graso con otra molécula) como los triglicéridos o grasas neu-
tras, los fosfolípidos y las ceras, y los lípidos insaponificables como el colesterol, las hormonas
esteroidales, y la vitamina D.
Las grasas neutras están formadas por glicerol con uno, dos o tres ácidos grasos, algunos de
los cuales no son sintetizados en el organismo humano (ácidos grasos esenciales), denominán-
dose respectivamente como mono, di o triglicéridos. Un ácido graso es un ácido carboxílico
alifático de cadena larga que se encuentra tanto en grasas como en aceites naturales. Las
largas cadenas hidrocarbonadas que componen los ácidos grasos terminan en grupos car-
boxilo (–COOH), que se unen covalentemente a la molécula de glicerol. Las propiedades físi-
cas de una grasa, como por ejemplo su punto de fusión, están determinadas por las longitudes
de sus cadenas de ácidos grasos y también de si las cadenas son saturadas o no saturadas.
Los ácidos grasos pueden estar saturados si solo presentan enlaces simples o insaturados si tie-
nen átomos de carbono unidos por enlaces dobles. Las cadenas rectas de los ácidos grasos
saturados permiten el empaquetamiento de las moléculas, produciendo un sólido como la
manteca o el sebo. Generalmente tienen un alto número de carbonos, tendrán altos puntos
de fusión, serán sólidos a temperatura ambiente y se les denomina como grasas. En cambio,
en los ácidos grasos insaturados, sus dobles enlaces provocan que las cadenas se doblen; esto
tiende a separar las moléculas, produciendo un líquido como el aceite de oliva o de girasol.
Generalmente tienen un bajo número de carbonos, un bajo punto de fusión, permanecen
líquidos a temperatura ambiente (20ºC) y se les denomina aceites.
Saturado
Insaturado
Las grasas neutras pueden almacenarse en grandes cantidades, tanto en vegetales (aceites),
como en animales (grasas), constituyendo las reservas energéticas de esos organismos. En la
especie humana, los triglicéridos se acumulan en el interior de células grasas o adipocitos, for-
mando el tejido adiposo. La mayor parte se acumula como un panículo adiposo, subcutánea-
mente, mientras que el resto se distribuye en el abdomen, glándulas mamarias, región glútea,
caderas y muslos.
En los varones, la grasa tiende a acumularse en la mitad superior del cuerpo, mientras que
en la mujer el almacenamiento se produce en la mitad inferior. Con los años se observa una
ligera tendencia al aumento en la proporción de grasa, mientras que el componente muscular
disminuye.
Además de servir como reservorio energético para los períodos de ayuno o de aporte insufi-
ciente, las grasas sirven de aislante térmico permitiendo soportar mejor las bajas temperaturas
y como relleno amortiguador de golpes.
Entre los lípidos complejos destacan los fosfolípidos, que son los principales componentes es-
tructurales de las membranas celulares y están formados por una molécula de glicerol a la cual
se esterifican en C1 y C2 dos cadenas de ácidos grasos, que constituyen la parte hidrofóbica de
la molécula. En el C3 se une un grupo fosfato, cuyos oxígenos están cargados negativamente
al pH celular, y al cual puede unirse un alcohol polar que puede ser neutro o tener carga
positiva o negativa. Fosfato y alcohol constituyen el extremo hidrofílico de la molécula. Los
fosfolípidos son, por ende, moléculas anfipáticas, con un extremo hidrofóbico y otro hidrofílico.
Abundan en el tejido nervioso y en las membranas celulares.
Al entrar en contacto con el agua, las moléculas de fosfolípidos se organizan formando mice-
las o bicapas. En estas estructuras, las cadenas hidrofóbicas de ácidos grasos se alinean con
otras, interactuando entre ellas y dejando sus extremos hidrofílicos en contacto con el agua.
Estas estructuras son relativamente estables, pero factibles de romper si se usan compuestos de
características similares a las de un fosfolípido, es decir, que tengan una parte hidrofílica y una
hidrofóbica, como es el caso de los detergentes.
Fosfolípido
Cabeza polar
(hidrofílica)
Glicerol
Fosfato Cabeza apolares
(hidrofóbicas)
Las ceras son ácidos grasos con alcoholes monovalentes de 15 a 20 átomos de carbono.
Algunas tienen función estructural, como la cera de abejas, otras son protectoras, lubricantes
o impermeabilizantes.
H C O
3 H C CH OH
2
H c
3
CH
3 O 3 C
OH
H C
3 CH
3
O Cortisona
HO Colesterol
H C CH
H C 3 3
3 OH H C CH
H C 3 3
3 H C
3 CH
3
O OH
Testosterona Vitamina D
El colesterol puede ser precursor de otros esteroides importantes son las hormonas: estrógenos,
progesterona, testosterona, cortisol, aldosterona y también la vitamina D.
En los tejidos animales, los lípidos más abundantes son los triglicéridos. Estos son hidrolizados por
lipolisis alcalina y dan como resultado al glicerol y los ácidos grasos.
16 Editorial Moraleja
Biomoléculas | Capítulo 1
d. Ácidos Nucleicos
Son las moléculas responsables del traspaso de información genética de un sistema biológico
a otro. Existen dos tipos de ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y los ácidos
ribonucleicos (ARN). Ambas clases de macromoléculas, de alto peso molecular, son polímeros
de una molécula básica denominada nucleótido. Un nucleótido es una biomolécula que está
formada por uno o más grupos fosfato (formados por fósforo y oxígeno), un azúcar de cinco
átomos de carbono, desoxirribosa o ribosa (formada por carbono, oxígeno e hidrógeno) y por
una base nitrogenada, purina o pirimidina (formada por carbono, nitrógeno e hidrógeno), uni-
dos por enlaces covalentes.
Las bases nitrogenadas son anillos cíclicos compuestos por C, H y N. Existen dos tipos de bases:
púricas y pirimídicas. A su vez, existen 2 bases púricas, la guanina (G) y la adenina (A), mientras
que las bases pirimídicas son 3: timina (T), citosina (C) y uracilo (U).
HOCH2 O OH HOCH2 O OH
H H H H
H H H H
OH OH OH H
Ribosa Desoxirribosa
El fosfato, es una molécula inorgánica derivada del ácido fosfórico que se une a la pentosa por
medio de un enlace covalente.
El ADN: Es una macromolécula formada por 2 cadenas de nucleótidos enfrentadas por sus
bases nitrogenadas y unidas por puentes H en una estructura cuaternaria conocida como
“doble hélice”.
Par de bases
nitrogenadas
Armazon de
unidades
azúcar-fosfato
0,34nm 3,4nm
1 nm
2 nm
¿Sabías qué?
La denominación de “guanina” se debe a que fue aislada por primera vez a partir de
guano de aves
Los ARN: Son macromoléculas de cadena única que, al igual que el ADN, están formados por
nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster. Sin embargo se diferencian del ADN por la pentosa
y porque mientras las bases del ADN son la adenina, timina, guanina y citosina, en el ARN la
timina es reemplazada por el uracilo.
Existen 3 tipos de ARN: mensajero, transferencia y ribosomal, cada uno con una configuración
diferente y una función distinta. Se les puede localizar tanto en el núcleo como en el cito-
plasma de los eucariontes, de acuerdo a su tipo.
El ARN mensajero (ARNm), copia la información que tienen el ADN sobre la constitución de
una proteína (enzima) específica y la transporta hacia los ribosomas citoplasmáticos. Los ARN
de transferencia (ARNt), son moléculas pequeñas, de no más de 90 nucleótidos plegados en
forma de “hoja de trébol” y cuya función es transportar los aminoácidos hacia el sitio preciso
de ensamblaje en la molécula de proteína, de acuerdo con la secuencia que trae el ARNm.
El ARN ribosómico (ARNr) forma los ribosomas junto a ciertas proteínas, donde se traduce la
información que trae el ARNm en una proteína.
Otros nucleótidos importantes son el ATP, nucleótido de adenosina, que tiene su molécula de
adenosina unido a 3 grupos fosfato y que participa en la transferencia de energía, el ADP, con
dos fosfatos y el AMP con un grupo fosfato.
Primariamente en el núcleo,
Principalmente en el citoplasma, en
Localización también en las mitocondrias y
los ribosomas y en el nucléolo
cloroplastos
Pentosa Desoxirribosa Ribosa
Bases púricas Adenina – Guanina Adenina – Guanina
Bases pirimídicas Citosina – Timina Citosina – Uracilo
Función celular Información genética Síntesis de proteínas
18 Editorial Moraleja
Biomoléculas | Capítulo 1
¿Recuerdas que?
El enlace fosfodiéster corresponde a un enlace covalente que se establece entre dos nu-
cleótidos en una cadena de ADN o ARN. Está constituido por un grupo fosfato unido a los
azúcares de dos nucleótidos adyacentes en la cadena.
El puente disulfuro (–S–S–), es un enlace covalente que se forma entre 2 cisteínas en algu-
nas proteínas, mediante la oxidación del residuo (–SH) de cada una de ellas.
i. Carbohidratos
2 Los carbohidratos pueden encontrarse como monosacáridos, disacáridos o polisacáridos.
2 Los monosacáridos, como la glucosa, se reconocen con el reactivo de Fehling (en base a
sulfato de Cu), que desde color azul, torna a rojo ladrillo.
2 Los disacáridos como la lactosa o la maltosa se reconocen con el reactivo de Benedict,
que tiene un color azul que vira a color rojo anaranjado.
2 Los Polisacáridos como el almidón se reconocen con lugol (en base a yodo) que los tiñe de
color violeta.
ii. Lípidos
2 Con Sudán III o Sudan IV se tiñen de color rojo escarlata.
iii. Proteínas
2 Con Ácido Nítrico (reacción xantoproteica) se tiñen de color naranjo.
2 Con Biuret, este indicador adquiere un color violeta al mezclarlo con proteínas, mientras
que con péptidos con dos o más enlaces peptidicos toma una coloración rojo ladrillo.
Los seres vivos realizan una infinidad de procesos tales como: crecer, desplazarse, reparar su
estructura, etc. Cada uno de esos procesos necesita energía, por lo cual, debe producirse una
transferencia de energía desde el Universo a los sistemas vivos. La casi totalidad de los sistemas
vivientes utilizan la energía que proviene del sol (luminosa) que es transformada por los vegeta-
les en energía química y posteriormente en otras formas por las plantas y los animales.
La energía química se encuentra en átomos y moléculas asociada a los electrones que po-
seen estas estructuras. Mientras mayor es la distancia de un electrón con respecto al núcleo de
su átomo, mayor es su contenido energético. Al acercarse al núcleo, el electrón se desprende
de parte de la energía que poseía, la cual puede utilizarse en la realización de reacciones quí-
micas o emitirse como radiación. Al agregarle energía a un átomo, los electrones la captan y
se trasladan hacia niveles de mayor energía. Por ello, la energía química se asocia siempre a
los electrones.
En los sistemas vivientes, los átomos y las moléculas reaccionan a través de sus electrones,
los cuales pueden compartirse, cederse o captarse, originando productos más simples o más
complejos, según el caso. Estas reacciones químicas implican un intercambio de energía que
es necesario puntualizar.
Alto
Energía de
activación
Contenido Glucosa + O2
de energía Energía
de las liberada
moléculas
CO2 + H2O
Bajo
Progreso de la reacción
Fotosíntesis
Reacción endergónica
Alto
glucosa
Energía de
Contenido Energía
activación
de energía neta
de las capturada
moléculas
CO2 + H2O
Bajo
Progreso de la reacción
Como muchas de las reacciones que suceden en las células son endergónicas, (duplicación
de ADN, síntesis de proteínas, transporte activo, etc.), es imprescindible que se asegure el sumi-
nistro de energía para que se lleven a cabo; esto se efectúa acoplando una reacción exergó-
nica a la reacción endergónica.
¿Sabías qué?
El ATP, (Adenosín Tri Fosfato), es un nucleótido con 3 grupos fosfato. La unión del 2º y 3º
grupo fosfato al AMP requiere cierto suministro de energía, por lo tanto, la ruptura del en-
lace de estos grupos fosfato libera la energía acumulada en ellos (aproximadamente 10
kcal/mol de ATP).
En la molécula de ATP, el grupo fosfato terminal se puede separar mediante hidrólisis para
entregar la energía, dejando un fosfato libre y quedando como ADP. El fosfato libre se
puede utilizar o transferir a una molécula aceptora que se “fosforaliza”, elevándose su
contenido energético.
20 Editorial Moraleja
Biomoléculas | Capítulo 1
Todas las reacciones químicas, tanto las endergónicas como las exergónicas, requieren para
iniciarse que los reactantes superen una cierta “barrera de energía” llamada energía de acti-
vación o energía cinética mínima requerida por un sistema de partículas para que se produzca
una reacción.
Alto
Energía de
activación sin
catalizador
Energía de activación
Contenido con catalizador
de energía
de las Reactantes
moléculas
Productos
Bajo
Progreso de la reacción
El nivel energético de los reactantes determina la velocidad con que éstos se mueven y chocan
entre sí para reaccionar. Este movimiento está directamente relacionado con la temperatura.
Uno de los aspectos más notables de los procesos metabólicos es que ellos ocurren a la tem-
peratura celular que es relativamente baja. Para lograr algunas de esas reacciones en un
laboratorio, sería necesario calentar las sustancias reactantes a 100º o más grados Celcius,
temperatura incompatible con la vida de cualquier organismo. Sin embargo, en la masa proto-
plasmática tales reacciones se realizan con increíble velocidad a la temperatura celular. Esta
eficiencia se debe fundamentalmente a la acción de las enzimas.
A. Enzimas
Son sustancias químicas que cumplen la función de catalizador orgánico (biocatalizador), dis-
minuyendo la energía de activación y, consecuentemente, se produce un aumento de la
velocidad de la reacción. Las enzimas son catalizadores biológicos capaces de aumentar
5 17
entre 10 y 10 veces la velocidad de una reacción. Las reacciones catalizadas por enzimas
se caracterizan por la formación de un complejo entre el sustrato y la enzima (complejo ES).
El sustrato se une a una región específica de la enzima denominada sitio activo, el cual está
determinado por la secuencia de un pequeño número de aminoácidos. Como consecuencia
de esta interacción, la enzima experimenta un cambio conformacional.
Sustratos
Sitio
activo de
la enzima
Los sustratos entran al sitio activo
1
con una orientación específica
Enzima
Los sustratos y el sitio activo
1 2 cambian de forma, promoviendo
la reacción entre sustratos
3 2
Al igual que todo catalizador no participa directamente de la reacción, por lo cual, se pueden
recuperar por completo al finalizar la reacción ya que no son alteradas químicamente. De esa
manera actúan en cantidades muy pequeñas. No está demás insistir en que los catalizadores
no inducen el desarrollo de una reacción, sólo modifican su velocidad.
Las enzimas son todas proteínas, por lo tanto, comparten las mismas características de estas
macromoléculas:
Sin embargo, en la célula existen otras moléculas con actividad enzimática que no son proteí-
nas. Se llaman ribozimas y corresponden a ácidos nucleicos del tipo ARN.
En general, las enzimas llevan el nombre del sustrato que modifican o el de la actividad que
ejercen, más el sufijo asa. Así, existen nucleasas o endonucleasas (degradan ácidos nucleicos),
lipasas (degradan lípidos), quinasas (agregan fosfatos), etc.
1. Intracelulares (la mayoría). Son producidas en una célula y ejercen su acción catalítica
dentro de ella.
La velocidad de una reacción depende de la frecuencia con que chocan las moléculas de
reactantes, de tal forma que se favorezca la reacción. Para que los choques entre reactantes
originen productos, las sustancias que colisionan deben tener la orientación correcta y deben
poseer la energía suficiente para acercarse a la configuración física de los átomos y enlaces
de los productos de reacción.
En toda reacción existe un punto de máximo nivel energético denominado estado de transi-
ción, un arreglo inestable de átomos en que los enlaces químicos están en proceso de forma-
ción o de ruptura. La energía que se requiere para llegar a este estado de transición a partir
del estado basal (de mínima energía) de los reactantes se denomina energía de activación.
Muchas enzimas tienen una alta especificidad por sus sustratos y suelen no aceptar molécu-
las relacionadas o que tengan una forma ligeramente distinta. Esto puede explicarse consi-
derando que la enzima y el sustrato exhiben una interacción semejante a una llave con su
cerradura.
Sin embargo, en otros casos esta relación no es tan rígida y la enzima muestra cierta flexibilidad
para acomodar el sitio activo al sustrato, en lo que se conoce como encaje inducido.
22 Editorial Moraleja
Biomoléculas | Capítulo 1
c. Regulación enzimática
La actividad de las enzimas es regulable. Algunas enzimas son producidas en forma inactiva
y deben ser activadas, removiéndoles el grupo inhibidor por cambios en el pH, mientras que
otras deben ser activadas por sustancias químicas llamadas cofactores enzimáticos.
+2 +2 +2 +2 +1
Los cofactores pueden ser iones inorgánicos: Mg , Mn , Ca , Zn , Na , etc. (nunca proteínas)
d. Inhibición enzimática
La actividad de las enzimas también puede ser inhibida por “venenos enzimáticos” que son
capaces de interferir e incluso anular la actividad de las enzimas. La inhibición de las enzimas
se puede clasificar en dos categorías irreversible y reversible. La inhibición irreversible puede
producirse por la desnaturalización de la enzima o bien a la formación de un enlace covalente
entre la enzima y otra molécula. La inhibición reversible puede darse en dos formas:
La actividad de una enzima puede ser modificada de acuerdo a las necesidades metabólicas
de la célula, por diversas maneras. Una de ellas se denomina inhibición por producto final, y
consiste en que la sustancia resultante de una serie de reacciones sea capaz de unirse a la
enzima que cataliza la primera de éstas, disminuyendo su eficiencia. De esta manera se evita
que se forme más producto de lo necesario.
También puede ocurrir que la sustancia se comporte como activadora, favoreciendo la ac-
ción de la enzima y, por lo tanto, impulsando la serie de reacciones.
a. Concentración de sustrato
Actividad enzimática
A una concentración de enzima constante, se
X
cumple que a mayor concentración de sustrato
mayor velocidad de reacción enzimática. Esto es
válido hasta el punto de saturación (X), donde la
velocidad permanece constante a pesar de au-
mentar la concentración de sustrato debido a que
todas las enzimas se encuentran “ocupadas” re-
accionando con los sustratos.
Concentración de sustrato
b. Temperatura
Actividad
Actividad enzimática
Las enzimas tienen un rango de temperatura óp-
máxima
timo para actuar. Fuera de ese rango la actividad
enzimática disminuye paulatinamente. Para las en-
zimas humanas el rango de temperatura óptimo es
entre 36ºC y 37ºC aproximadamente.
Temperatura
óptima
0 15 30 45 Temperatura
(ºC)
c. pH
Las enzimas tienen un rango de pH óptimo para actuar. Fuera de ese rango la actividad enzi-
mática disminuye paulatinamente.
Tripsina Pepsina
Actividad enzimática
Actividad enzimática
pH pH
1 14 1 14
d. Concentración de la enzima
Concentración de enzima
24 Editorial Moraleja
Biomoléculas | Capítulo 1
Preguntas de ejercitación
1. Los seres vivos son selectivos en cuanto a su composición química porque:
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo III.
D ) Solo I y II.
E) I, II y III.
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo I y II.
D ) Solo I y III.
E) I, II y III.
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo I y II.
D ) Solo I y III.
E) I, II y III.
A ) Microscopio óptico.
B) Lupa estereoscópica.
C ) Microscopio de luz polarizada.
D ) Microscopio electrónico de barrido.
E) Microscopio electrónico de transmisión.
A ) Sales minerales.
B) Carbohidratos.
C ) Proteínas.
D ) Lípidos.
E) Agua.
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo I y II.
D ) Solo II y III.
E) I, II y III.
7. El compuesto orgánico más abundante en la mayoría de los tejidos animales sanos corresponde
a:
A ) Lípidos.
B) Vitaminas.
C ) Proteínas.
D ) Carbohidratos.
E) Ácidos nucleicos.
8. Los monosacáridos cumplen con importantes funciones en el organismo, entre las que se cuentan:
A ) Solo I.
B) Solo I y II.
C ) Solo I y III.
D ) Solo II y III.
E) I, II y III.
26 Editorial Moraleja
Biomoléculas | Capítulo 1
9. En un tubo de ensayo se mezcla una solución de lactosa con una de lactasa. Después de 30 minutos
a 37°C, se determina que el tubo contiene lactosa, lactasa y cantidades iguales de glucosa y
galactosa. ¿Cuál de las siguientes alternativas ofrece una interpretación razonable de esos datos?
11. ¿Cuáles de las siguientes sustancias pueden ser utilizadas como reserva energética?
I. Almidón.
II. Celulosa.
III. Glucógeno.
IV. Triglicérido.
A ) Solo I y II.
B) Solo I y III.
C ) Solo III y IV.
D ) Solo I, III y IV.
E) Todas las nombradas.
12. Entre las funciones que desempeñan las grasas en los seres vivos se incluyen:
A ) Solo II.
B) Solo I y II.
C ) Solo I y III.
D ) Solo II y III.
E) I, II y III.
14. Si a células en cultivo que sintetizan una proteína, le suministramos leucina marcada con un
radioisótopo en el interior de la célula, ¿Cuál de las siguientes estructuras celulares cree usted
podría aparecer marcada con el radioisótopo?
A ) Lisosomas.
B) Ribosomas.
C ) Mitocondrias.
D ) Centro celular.
E) Todas.
15. Si una planta incorpora salitre (NaN*O3), cuyo Nitrógeno ha sido marcado radioactivamente, la
marca (*) NO se observará en:
A ) Las enzimas.
B) La pared celular.
C ) Los aminoácidos.
D ) Los ácidos nucleicos.
E) La membrana plasmática.
16. ¿En cuál de los siguientes procesos metabólicos se produce desprendimiento de agua?
A ) Hidrólisis.
B) Fotosíntesis.
C ) Condensación.
D ) Deshidratación.
E) Síntesis de proteínas.
A ) Su condición globular.
B) Su composición aminoacídica.
C ) La unión de tres o más cadenas polipéptidos.
D ) La estructura determinada por puentes disulfuro.
E) El plegamiento de un polipéptido por puentes de hidrógeno.
28 Editorial Moraleja
Biomoléculas | Capítulo 1
18. Un investigador aísla una macromolécula de una célula animal y después de un análisis, se
presentan los siguientes resultados:
A ) Una proteína.
B) Un fosfolípido.
C ) Un polisacárido.
D ) Un ácido nucleico.
E) Una hormona esteroidal.
H3N C C O
R O
¿Qué se puede inferir respecto a las macromoléculas sintetizadas a partir de este monómero?
20. La tabla muestra el contenido de cinco tubos de ensayo. Bajo las condiciones apropiadas, se
agrega a cada tubo una proteasa y al cabo de un tiempo se analizan sus contenidos finales.
A ) En el tubo 1.
B) En el tubo 2.
C ) En el tubo 3.
D ) En el tubo 4.
E) En el tubo 5.
2. Una mujer consulta al medico por presentar hinchazón de la garganta, dificultad respiratoria, tos
ronquera y dificultad para deglutir. El medico piensa que la mujer presenta una hipersecreción de la
glándula tiroides. Lo que el medico piensa, corresponde a:
A ) Una conclusión.
B) Una hipótesis.
C ) Un procedimiento experimental.
D ) Un problema de investigación.
E) Un resultado.
3. De los siguientes cinco términos, el que incluye a los otros cuatro es:
A ) Agua.
B) Iones.
C ) Enzimas.
D ) Organelo.
E) Membrana.
A ) Reproducirse y mutar.
B) Ser quimiosistemas abiertos y autocontrolados.
C ) Sintetizar todos los componentes que necesitan.
D ) Reaccionar ante los estímulos de los medios externo e interno.
E) Tomar del medio la materia y energía que intervienen en sus reacciones.
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo III.
D ) Solo I y II.
E) I, II y III.
30 Editorial Moraleja
Biomoléculas | Capítulo 1
6. ¿Cuál de las afirmaciones siguientes se corresponde(n) MEJOR con el enunciado moderno de la “Teoría
Celular”?
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo III.
D ) Solo I y II.
E) I, II y III.
7. ¿En cuál(es) de las siguientes opciones se relaciona(n) correctamente el elemento con su función en el
organismo?
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo I y II.
D ) Solo I y III.
E) I, II y III.
8. La exposición de una célula hepática a temperaturas superiores a 60º C resulta en daño celular
irreversible debido a que:
A ) Aminoácido – nucleótido.
B) Proteína – aminoácido.
C ) Glicógeno – glucosa.
D ) Glucosa – almidón.
E) ADN – nucleótido.
10. Si se analiza químicamente una molécula de origen biológico y se constata que ésta es insoluble
en agua y está constituida exclusivamente por C, H y O, entonces, de las opciones propuestas, esta
molécula correspondería a:
A ) Un polisacárido.
B) ADN.
C ) Un fosfolípido.
D ) Una proteína.
E) ARN.
11. El esquema muestra una parte de un biopolímero. La letra X indica el enlace entre un monómero y el
siguiente.
O
O
A ) Glucosídico.
B) Peptídico.
C ) Fosfodiéster.
D ) Puente disulfuro.
E) Puente de hidrógeno.
12. Un investigador esta tratando de identificar una macromolécula que aisló de un organismo unicelular.
Algunos de los resultados de su investigación muestran e el siguiente cuadro.
A ) Glicógeno.
B) Colesterol.
C ) Una proteína.
D ) Almidón.
E) Celulosa.
13. Los aminoácidos son las unidades básicas de las proteínas. La unión química o peptídica entre dos
aminoácidos ocurre entre los grupos:
A ) Hidroxilo y carbonilo.
B) Carbonilo y amino.
C ) Amino y carboxilo.
D ) Carboxilo y carbonilo.
E) Amino e hidroxilo.
32 Editorial Moraleja
Biomoléculas | Capítulo 1
I. Colesterol.
II. Glicógeno.
III. Hemoglobina.
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo III.
D ) Solo I y II.
E) Solo II y III.
15. De los 20 aminoácidos que forman proteínas en humanos, algunos de ellos se denominan aminoácidos
esenciales porque:
16. En un experimento se marcaron radiactivamente varios aminoácidos, los que fueron administrados a un
cultivo celular. Luego de un tiempo, se encontrará marca en:
I. La membrana plasmática.
II. Los cromosomas.
III. El retículo endoplásmico liso.
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo I y II.
D ) Solo I y III.
E) I, II y III.
17. Los lípidos que constituyen las membranas de la célula se caracterizan por:
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo III.
D ) Solo I y II.
E) Solo II y III.
A ) Las bases nitrogenadas que se encuentran en el ADN son adenina, guanina, citosina y uracilo.
B) Los ácidos nucleicos de tipo ARN mensajero experimentan el proceso de replicación.
C ) Los ARN de transferencia están formando parte de los ribosomas.
D ) Las bases nitrogenadas que se encuentran en el ARN mensajero son adenina, guanina, citosina
y timina.
E) Los ácidos nucleicos de tipo ADN forman parte de las estructura de los cromosomas.
1 2 3
¿En cuál de las siguientes opciones se identifican correctamente las estructuras señaladas con 1, 2 y
3, respectivamente?
20. El siguiente gráfico muestra el curso de una reacción enzimática en una reacción química:
Energía
Energía de
activación sin
enzima
Energía de activación
con enzima
reactantes
productos
Tiempo
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo III.
D ) Solo I y II.
E) Solo I y III.
34 Editorial Moraleja
CAPíTulo 2 “La ciencia será siempre
una búsqueda, jamás un
descubrimiento real. Es un viaje,
CÉLULA nunca una llegada”
— KARL POPPER —
(1902 -1994) FILÓSOFO Y TEÓRICO DE LA CIENCIA
AUSTRIACO.
1 . L A CÉL U L A
A. Diversidad celular
Sabemos que todos los organismos, y todas las células que los constituyen, descienden por
evolución de una célula ancestral común. En la enorme variedad de seres vivientes, sus células
han debido experimentar modificaciones que le permitan cumplir eficientemente su función.
Ello ha derivado en una gran variedad de formas y tamaños celulares.
a. Forma celular
La Amoeba viridis y los leucocitos cambian frecuentemente de forma. En cambio, los esperma-
tozoides y las neuronas tienen forma característica y definida.
La forma primitiva de las células es esférica debido a la tensión superficial de la gran cantidad
de agua que posee. Así, cuando una célula es aislada en un medio líquido tiende a adoptar
una forma esférica debido a las fuerzas de tensión superficial del agua; por ejemplo, los leuco-
citos mientras circulan por la sangre tienen forma esférica, pero en cuanto salen del torrente
circulatorio adquieren aspecto polimorfo.
Sin embargo, la forma final que adoptan depende de varios factores tales como de su espe-
cialización funcional y su adaptación al medio. Para que una célula pueda cumplir eficiente-
mente con su función específica, es imprescindible una adaptación estructural. Es así como las
células nerviosas, que deben transmitir impulsos bioeléctricos a gran distancia, deban poseer
unas prolongaciones de gran longitud, como son los axones. Otros factores que influyen en la
forma son la rigidez de ciertas estructuras envolventes, como la pared celular, la viscosidad
del protoplasma y la acción mecánica que ejercen células vecinas cuando forman tejidos.
Cuando las células se agrupan en masas compactas para formar tejidos adquieren forma po-
liédrica (muchas caras) debido a las fuerzas recíprocas de adhesión y cohesión que ejercen
las células vecinas. La forma plana es el resultado de una gran adhesión a un sustrato deter-
minado, con poca cohesión intercelular. El equilibrio entre las fuerzas de adhesión y cohesión
origina la forma cúbica, mientras que mucha fuerza de cohesión y poca adhesión origina la
forma cilíndrica.
En cuanto a la viscosidad del protoplasma, ésta puede cambiar en las diferentes células por
acción de factores internos o del medio. Los cambios reversibles de la viscosidad protoplas-
mática son producidos por la capacidad de la célula para absorber o eliminar agua. De este
modo, una absorción de agua, como la que se produce al introducir una célula en un medio
hipotónico, disminuye la viscosidad, mientras que una pérdida de agua ocasionada por me-
dios hipertónicos, aumenta la viscosidad. Aumentos excesivos de temperatura sobre los 60°
C, o cambios bruscos de pH, o agitación mecánica por centrifugación, producen aumentos
irreversibles de la viscosidad por coagulación de las proteínas.
En células vegetales, así como en las procariontes, la presencia de paredes celulares rígidas le
confiere formas definidas, independientes de los demás factores.
b. Tamaño celular
El tamaño o volumen celular es también muy variable pero característico para cada tipo celu-
lar. Es así como el alga Acetabularia mediterránea y los huevos de algunas aves, al menos en
un comienzo cuando son células individuales, pueden ser observados a ojo desnudo llegando
a medir 70 a 100 mm de diámetro. Sin embargo, la mayoría de las células son microscópicas y
miden algunos micrones (mm) de diámetro.
En la mayoría de los casos, se observa que una célula crece hasta cierto límite y luego se divide
en dos células hijas. Este par de células crecen hasta alcanzar el volumen anterior y vuelven a
dividirse y así sucesivamente. Las limitaciones del crecimiento celular se deben a dos factores:
la relación superficie-volumen, que hace resaltar principalmente la importancia de las mem-
branas para los intercambios de materiales, y a la relación núcleo-citoplasma.
En el primer caso, si comparamos 2 células cúbicas de 1 y 2 mm de lado (L), el área de las su-
2 2 3
perficies es de (L x 6), es decir, 6 y 24 mm ) respectivamente. Por su parte, los volúmenes (L )
3
serían 1 y 8 mm respectivamente. Por lo tanto, como el área de superficie (membranas) es
proporcional al cuadrado de sus lados y el volumen (citoplasma) es proporcional al cubo de la
longitud de cada lado, el crecimiento volumétrico supera al de superficie y rompe el equilibrio.
En otras palabras la membrana crece más lentamente que el citoplasma y no alcanza a satis-
facer las crecientes necesidades de intercambio que el protoplasma va planteando.
En cuanto a la relación núcleo - citoplasma, se sabe que la información genética regula las di-
versas actividades citoplasmáticas tales como la biosíntesis de proteínas. Por ello, si el volumen
de citoplasma sobrepasa la capacidad del ADN para regularlo, se crea una condición de
inestabilidad que desencadena la división. De cualquier forma, ambas relaciones deben man-
tenerse en equilibrio óptimo para que no ocurran cambios importantes en la fisiología celular.
36 Editorial Moraleja
Célula | Capítulo 2
Estos requisitos básicos, sólo se cumplen en dos formas de organización de distinta compleji-
dad: la organización procarionte y eucarionte.
a. La célula procarionte
Por fuera de la membrana plasmática se encuentra una pared celular rígida, que le confiere
forma definida a la célula. Tiene una composición química variable según el organismo, pu-
diendo incluir proteínas, polisacáridos complejos y lípidos. En las bacterias, la pared se com-
pone de un polímero complejo denominado peptidoglicano, compuesto por proteínas y car-
bohidratos, siendo secretado por la propia célula.
En algunos casos, por fuera de la pared celular, suele encontrarse una cápsula o vaina de
aspecto mucilaginoso, generalmente compuesta por carbohidratos segregados por la misma
célula. En ciertas bacterias patógenas, la cápsula determina una más activa capacidad de
infección.
El interior de la célula procarionte está dividido en dos regiones de distinta estructura y función.
La zona más clara, denominada nucleoide o zona nuclear, es aquella donde se encuentra el
“cromosoma procarionte” compuesto sólo por una doble cadena de ADN casi sin proteínas. El
cromosoma procarionte es único y se encuentra notablemente plegado formando un círculo
con alrededor de 1 mm de largo. Contiene toda la información genética necesaria para dirigir
la organización y el funcionamiento celular.
La región más oscura del protoplasma se compone de agua, proteínas, diferentes tipos de
ARN, iones y otras moléculas. Tiene muy pocas estructuras y no está compartimentalizado por
un sistema de membranas intracelulares como ocurre en las células eucariontes. Sin embargo,
contiene varios miles de partículas aproximadamente esféricas, de 20 mm de diámetro llama-
das ribosomas, compuestas químicamente por ARN y proteínas. Cada ribosoma está formado
por dos subunidades de diferente tamaño, pudiendo asociarse en cadenas denominadas po-
lirribosomas o polisomas, constituyéndose en los sitios donde se sintetizan las proteínas.
algunos con características autotróficas. Por ejemplo, las algas azules obtienen energía oxi-
dando compuestos inorgánicos, es decir, realizan quimiosintesis.
Existen también algunos procariontes como las clamidias, rickettsias y micoplasmas, que pre-
sentan limitaciones metabólicas que las convierten en parásitos celulares obligados, debiendo
obtener de la célula huésped los nutrientes que necesitan para su formación y reproducción.
Los organismos procariontes, comúnmente unicelulares, se reproducen por simple división. Los
productos de la división celular pueden permanecer como células libres o quedar asociados
formando colonias con forma de racimos, cadenas o filamentos.
b. La célula eucarionte
Las células eucariontes son generalmente de mayor tamaño que las de organización proca-
rionte y se les encuentra en los organismos de la división Eukarya a la cual pertenecen los reinos
Protista, Fungi, Metafita (Plantae) y Metazoo.
Citoesqueleto
Retículo
Mitocondria Núcleo endoplasmático
Ribosomas
Centriolo
Membrana
plasmática
Cicoplasma
Peroxisoma
Aparato de
Golgi Nucleólo
El núcleo se encuentra rodeado por un sistema doble de membranas, llamado envoltura nu-
clear o carioteca. La información genética se encuentra codificada en los filamentos de ADN
que se encuentran asociados a proteínas básicas de tipo histonas, formando un complejo su-
pramolecular llamado cromatina.
38 Editorial Moraleja
Célula | Capítulo 2
Si bien la mayoría de las células eucariontes presenta esta organización característica, existen
notables diferencias entre la célula eucarionte de los animales con respecto a las células de
las plantas.
Así, las células de los vegetales tienen por fuera de la membrana plasmática una gruesa pared
celular formada por una red de fibras, principalmente de celulosa, lignina y pectina. La pared
celular, aunque porosa, otorga rigidez a la célula impidiendo una exagerada distensión de la
membrana cuando en medios hipotónicos ingresa un exceso de agua, manteniendo la forma
celular. Además las células vegetales poseen plastidios para la realización de la fotosíntesis,
numerosos complejos de Golgi, que reciben el nombre de dictiosomas y una gran vacuola
central que acumula importantes cantidades de agua y minerales. En las células de los vege-
tales superiores no se observan centríolos o sus derivados.
La célula animal por su parte, carece de pared celular y plastidios, pero presenta centríolos y
derivados como los cinetosomas. Además tiene lisosomas para la digestión intracelular, suelen
presentar numerosas vacuolas de pequeño tamaño dispersas por el citoplasma, un solo gran
complejo de Golgi y un complejo citoesqueleto interno.
Las células pueden tener diferentes tipos de envolturas. Entre ellas está la membrana plasmá-
tica que rodea a la célula, define su extensión y mantiene las diferencias esenciales entre su in-
terior y su ambiente próximo. Las células eucarióticas contienen además membranas intracelu-
lares, que delimitan compartimientos llamados organelos: mitocondrias, cloroplastos, retículos,
etc. La especialización funcional en el curso de la evolución está estrechamente relacionada
con la formación de estos compartimientos.
La matriz extracelular en las células animales y la pared de las células vegetales son otras
envolturas organizadas que proporcionan una protección general y cooperan en la relación
entre la célula y su entorno.
A. La membrana celular
La membrana celular es una delgada estructura que envuelve externamente a todas las célu-
las, manteniendo su individualidad e integridad estructural y funcional.
Los lípidos, que son las moléculas más abundantes, forman la estructura básica de la mem-
brana constituyendo una barrera que evita el desplazamiento libre de agua y de las sustancias
hidrosolubles de un compartimiento celular a otro. Estos son principalmente del tipo fosfolípido
con glicerol o con esfingosina (esfingolípidos), glicolípidos. Estos tienen características anfipáti-
cas, es decir, presentan una “cabeza” (donde se encuentra el fosfato), de carácter hidrofílica
o polar y una “cola” (formada por los ácidos grasos), hidrofóbica de características apolares.
Si estas moléculas se colocan en ambientes acuosos, como el que existe fuera y dentro de la
célula, las moléculas de fosfolípidos se dispondrán en doble hilera, con las cabezas orientadas
hacia los medios interno y externo, en contacto con el agua, y las colas rechazando el con-
tacto con el agua.
Las proteínas, del tipo globular, son de dos clases: hidrofílicas e hidrofóbicas. Las primeras, que
son fácilmente separables de la membrana plasmática, se denominan extrínsecas o perifé-
ricas y aparecen tanto en la superficie externa como interna de la membrana. Por su parte,
las hidrofóbicas, denominadas intrínsecas o integrales se hunden en la capa lipídica, algunas
desde la zona hidrofóbica de la bicapa lipídica hasta una de las caras de la membrana, mien-
tras que otras atraviesan completamente la bicapa lipídica, conociéndoseles como proteínas
transmembranosas.
Muchas de las proteínas integrales forman canales estructurales (poros) a través de los cua-
les pueden difundir, en forma selectiva, las sustancias hidrosolubles, como los iones y el agua.
Otras proteínas integrales actúan como carriers o permeasas, transportadoras para trasladar
sustancias, generalmente en sentido opuesto a la difusión.
Las proteínas periféricas se encuentran habitualmente en la cara interna y asociadas a las pro-
teínas integrales, actuando como enzimas.
40 Editorial Moraleja
Célula | Capítulo 2
Esta disposición de las moléculas en la membrana fue propuesta por Singer y Nicolson y se co-
noce como “modelo de mosaico fluido”, el cual permite explicar la flexibilidad y funcionalidad
de la membrana en los procesos de intercambio. Esto quiere decir que las moléculas lipídicas
pueden rotar, desplazarse desde una capa a otra o literalmente fluir desde un punto a otro a lo
largo de la superficie de la membrana. Del mismo modo, las moléculas de proteínas también
pueden girar sobre sus ejes o desplazarse lateralmente.
B. Funciones de la membrana
La membrana plasmática es una estructura constante y fundamental en todas las células,
cumpliendo variadas funciones tales como
a. Transporte pasivo
Es aquel que se realiza sin gasto de energía celular y gracias al movimiento cinético de las mo-
léculas que atraviesan la membrana. El tránsito de entrada y salida de estas sustancias en la
célula debe hacerse a favor de un gradiente de concentración o iónico, es decir, el desplaza-
miento de las sustancias se produce desde un lugar de alta concentración hacia uno de baja
concentración. Se puede dar en dos formas:
i. Difusión simple
Se produce a través de la bicapa lipídica. Las moléculas pequeñas como el O2, el CO2, y el
N2, pasan libremente a través de la membrana. También lo hacen compuestos liposolubles de
mayor tamaño, tales como los ácidos grasos y los esteroides. Otras moléculas, como la urea
y el glicerol, a pesar de ser polares, atraviesan fácilmente las membranas por su pequeño ta-
maño o por carecer de carga eléctrica.
La velocidad de difusión de las sustancias que utilizan este mecanismo, tales como el oxígeno,
el dióxido de carbono y el alcohol está dada por la energía cinética que adquieren las molé-
culas y es proporcional al grado de solubilidad de las sustancias en lípidos.
Para que el flujo de sustancias se mantenga constante, las sustancias que entran por difusión
deben ser rápidamente modificadas químicamente en el interior de la célula. En cambio, los
productos celulares que empleen la difusión como vía de salida desde la célula, deben ser
rápidamente removidos de la superficie celular.
La bicapa lipídica de las membranas permite el paso de agua por difusión simple. Sin em-
bargo, debido a que el agua es el solvente de la mayoría de los solutos, el desplazamiento del
agua depende de la presión osmótica -ejercida por moléculas osmóticamente activas- entre
ambos lados de la membrana. A este fenómeno se le denomina Osmosis.
Proteína
transportadora
o carrier
La pared de las permeasas está formada por varias proteínas transmembranosas con sitios de
unión específicos para uno o dos tipos de solutos. La unión del soluto a la permeasa le confiere
una modificación estructural, que hace posible el traspaso del material hacia el otro lado de
la membrana.
1. Monotransporte o uniport, las que transfieren una sola clase de soluto, por ejemplo glucosa
en la mucosa intestinal.
42 Editorial Moraleja
Célula | Capítulo 2
Soluto Solutos
transportado cotransportados Proteína
transportadora
o carrier
Otras partículas hidrosolubles, como los iones, atravesarán la membrana atraídos por la carga
eléctrica de “poros” o canales hidrofílicos delimitados por proteínas transmembranosas espe-
cíficas para cada ión. Muchos de estos canales no permanecen continuamente abiertos; su
apertura y cierre están regulados por diferentes mecanismos, tales como una variación en el
potencial eléctrico de la membrana o cuando les llega una sustancia inductora. A los primeros
se les llama canales dependientes de voltaje, mientras que a los segundos se les conoce como
canales dependientes de ligando.
Otras sustancias, llamadas ionóforos, tienen la propiedad de insertarse en las membranas bioló-
gicas para aumentar su permeabilidad a diversos iones. Estas moléculas, de pequeño tamaño
poseen una superficie hidrofóbica que les permite insertarse en la bicapa lipídica. Se conocen
dos clases de ionóferos, los transportadores móviles de iones, los cuales atrapan un ión en una
cara de la membrana para llevarlo a la cara opuesta y los formadores de canales.
En algunos tejidos como el túbulo proximal del nefrón, los plexos coroídeos, la vesícula biliar y
los eritrocitos, existen unos canales especiales conocidos con el nombre de acuoporinas, que
permiten un pasaje de agua de mayor envergadura que en otras células.
b. Transporte activo
Solutos
Canal Proteína
transportadora
Difusión o carrier
simple Difusión facilitada
i. A través de transportadores
Los carriers o permeasas, transportan moléculas específicas contra gradiente, por lo tanto uti-
liza ATP como fuente energética. Estos carrier, también existen bajo la forma de monotrans-
portadores, cotransportadores y contratransportadores, utilizan enzimas como son algunas de
las proteínas de membrana y el reconocimiento de la molécula a transportar es realizado por
receptores específicos que corresponden en su mayor parte a carbohidratos. Un ejemplo bien
+ +
conocido es la “bomba de Na y K ” una permeasa del tipo contratransporte que utiliza la
enzima ATPasa y que mantiene la diferencia de potencial en las membranas de las neuronas.
+ +
Otras bombas como las de K -H son responsables de la formación de HCl en el jugo gástrico,
+
y la bomba de H disminuye el pH de los lisosomas.
citosol
2. Endocitosis: hacia el interior de la célula. A su vez, este proceso puede darse en dos
modalidades.
2.1. Fagocitosis: (gr. phagein: comer) cuando la partícula es un sólido o tiene alto peso mole-
cular, tales como bacterias, células o porciones de tejido degenerado. Este proceso implica
evaginación de la membrana y la formación de seudópodos. La capacidad de fagoci-
tar está limitada sólo a ciertas células como algunos protozoos y leucocitos.
En los protozoos, la fagocitosis está íntimamente ligada al movimiento ameboideo. Las amebas
ingieren microorganismos rodeándolos en seudópodos hasta constituir una vacuola dentro de
la cual se produce la digestión del alimento.
2.2. Pinocitosis: (gr. pinein: beber) cuando se introducen moléculas, como las proteínas, junto
con líquido extracelular. Este proceso implica la invaginación de la membrana para la forma-
ción de pequeñas vesículas.
44 Editorial Moraleja
Célula | Capítulo 2
Pinocitosis
Fagocitosis
Fluido extracelular
Partícula sólida
Membrana
Plasmática
Seudópodos
Fagosoma Vesícula
Citoplasma
La pinocitosis tiene lugar de forma continua en las membranas celulares de la mayoría de las
células, siendo el único medio por el cual pueden entrar a la célula las grandes macromolécu-
las, como la mayor parte de las proteínas. El proceso de pinocitosis se inicia cuando ciertos re-
ceptores de membrana, que se localizan en pequeñas depresiones externas de la membrana
denominadas depresiones revestidas, reconocen la presencia de moléculas específicas (pro-
teínas), en los líquidos extracelulares. Por debajo de la membrana donde están estos recepto-
res se encuentran fibras proteínicas contráctiles como la clatrina, actina y miosina, las cuales
provocan la invaginación de la membrana, mientras que los bordes se cierran englobando las
proteínas acopladas y una pequeña cantidad de líquido extracelular.
En los organismos pluricelulares, entre las células que forman los diferentes tejidos, puede existir
una matriz intercelular que separe la membrana de una célula con la membrana de otra cé-
lula, como es el caso del tejido conectivo; pero en los tejidos epiteliales (piel, mucosas, etc.), se
produce un complejo de unión que sella las membranas celulares por sus caras laterales. Estas
uniones son de tres tipos:
1. Unión hermética: Se presenta en todas las células epiteliales, inmediatamente por debajo
de la zona apical de las células. A microscopio electrónico, las membranas de dos células
vecinas parecen fusionarse impidiendo el flujo de iones y moléculas a través de los espa-
cios intercelulares. Al parecer, la unión hermética se produce porque dos membranas veci-
nas comparten proteínas intrínsecas.
3. Uniones por hendiduras: (gap junction) son como pequeños poros que conectan los ci-
toplasmas de células vecinas y, a través de los cuales es posible el intercambio de iones
y pequeños metabolitos hidrosolubles. Estos poros o conexones, están formados por seis
moléculas de una proteína denominada conexina dispuestas en forma hexagonal. Este
acoplamiento eléctrico y metabólico entre células permite, por ejemplo, la propagación
de ondas eléctricas a través del tejido cardíaco, coordinando los movimientos del corazón.
Las células vegetales carecen de mecanismos especiales de unión (se unen a través de sus
paredes celulares). Sin embargo, tienen unas formaciones (plasmodesmos) que les permite
comunicarse y compartir iones y moléculas pequeñas.
Mitocondria
lisosoma
lisosoma
Citosol
Complejo
Carioteca de Golgi
Retículo Membrana
endoplasmático plásmatica
a. Matriz citoplasmática
También conocida como citosol o hialoplasma, al igual que la mayor parte del protoplasma,
es básicamente una solución de tipo coloidal, que es un estado intermedio entre la solución
verdadera y la suspensión. La solución coloidal es una mezcla de pequeñas partículas, tales
como minerales ionizados, moléculas orgánicas pequeñas con macromoléculas y enzimas so-
lubles. Estas partículas, que constituyen la fase dispersa, se encuentran suspendidas en un lí-
quido, principalmente agua, que es la fase dispersante.
Debido al tamaño relativamente grande de las partículas coloidales, la mayor parte de la fase
dispersa puede ser separada del medio dispersante o de las soluciones verdaderas por medio
de filtros, en un proceso de ultrafiltración conocido como diálisis.
La importancia funcional de las soluciones coloidales está basada, por otra parte, en la gran
superficie que exhiben debido al gran tamaño de sus partículas. Se calcula que en 1 cc. de
2
coloide, el área es de 6.000.000 de cm donde pueden tener lugar las reacciones químicas.
Los soles son sistemas coloidales líquidos que semejan soluciones verdaderas. En ellos, la fase
dispersa es discontinua y está uniformemente distribuida en la fase dispersante que es conti-
nua. Sin embargo, bajo determinadas condiciones físico-químicas como ser, la disminución de
temperatura, pérdida de agua u otras, puede producirse una inversión de ambas fases. Bajo
esas condiciones, las partículas de la fase dispersa se expanden y unen formando una red que
encierra al medio dispersante para originar una solución de aspecto semisólido llamado gel. Es
decir, la fase dispersa se hace continua y la fase dispersante se torna discontinua.
46 Editorial Moraleja
Célula | Capítulo 2
Estas inversiones de fase o cambios reversibles de la matriz citoplasmática: sol v/s gel, permiten
la emisión de seudópodos para fagocitar partículas sólidas o para locomoción ameboidea de
ciertos protozoos como la Amoeba. También en células vegetales, la corriente que hace cir-
cular el citoplasma y sus organelos alrededor de la gran vacuola central, denominada ciclosis,
parece originarse en las modificaciones de viscosidad de la matriz citoplasmática.
b. Compartimientos intracelulares
i. Retículo endoplasmático
Este organoide, como su nombre lo sugiere, es una gran red de conductos, cisternas y vesículas
de diferente forma y tamaño, limitados por membrana y comunicadas entre sí.
El retículo endoplasmático puede funcionar como una especie de sistema circulatorio para
el transporte intracelular de sustancias tales como iones, partículas o moléculas por medio del
mencionado flujo de membranas. Además proporciona un soporte mecánico suplementario
a la estructura coloidal del citoplasma.
Las proteínas recién elaboradas en los ribosomas del retículo son vaciadas a la matriz endo-
plásmica del interior del RER, para ser inmediatamente glucosidadas y formar glucoproteínas,
a diferencia de las proteínas elaboradas en los ribosomas del citosol que son proteínas libres.
Básicamente presenta la misma organización que el RER pero sin ribosomas. En las membranas
del REL se sintetizan lípidos tales como los esteroides que constituyen las hormonas sexuales y
los fosfolipidos que constituyen todas las membranas celulares. Diversas evidencias, tales como
la hipertrofia que experimenta el REL después de una administración de barbitúricos y la exis-
tencia en su interior de ciertas enzimas como el citocromo P 450, sugieren que el REL también
participa en la detoxificación de ciertas drogas.
El Golgi cumple variadas funciones entre las cuales destaca la formación de membranas y el
procesamiento y distribución de gránulos de secreción. Las secreciones, generalmente pro-
ducidas en el RER, pasan al Golgi donde se les adiciona carbohidratos, grupos sulfato u otros,
para luego ser envueltas en membrana y constituirse en gránulos de secreción. También con-
centra y envuelve en membrana a ciertas enzimas hidrolíticas para formar los lisosomas prima-
rios. En algunos tipos celulares participa en procesos particulares, tales como la formación del
acrosoma en los espermatozoides, el almacenamiento de lípidos absorbidos por las células
intestinales, la formación de una placa de celulosa en células vegetales, que permita la divi-
sión celular, etc.
iii. Mitocondrias
Son cuerpos que se encuentran de manera constante en todas las células eucariontes. Sin
embargo, su número varía ampliamente dependiendo de los requerimientos energéticos de
cada célula. Así puede encontrarse sólo una mitocondria en las levaduras y varios miles en las
células musculares. Suelen distribuirse uniformemente por el citoplasma, pero en ciertos casos
pueden desplazarse y agruparse en torno al núcleo, la membrana plasmática o alrededor de
algún organelo que necesite energía.
Al microscopio electrónico, las mitocondrias se observan formadas por una doble membrana
y dos compartimientos, el mayor de los cuales corresponde a la matriz mitocondrial. La mem-
brana interna se proyecta hacia el interior en numerosos pliegues denominados crestas mito-
condriales. La matriz o cámara interna se encuentra llena por un gel homogéneo en el cual se
encuentran pequeños ribosomas, un filamento de ADN circular y diversas moléculas de ARN.
También se encuentran allí las enzimas que regulan el ciclo de Krebs y la oxidación de los áci-
dos grasos.
El hecho que las mitocondrias contengan su propio ADN y ribosomas les permite sintetizar sus
proteínas y autoduplicarse, por lo cual se les considera como organelos semiautónomos.
Desde un punto de vista funcional, las mitocondrias son consideradas como sistemas transduc-
tores de energía, porque transforman la energía potencial contenida en los nutrientes ener-
géticos (glucosa y ácidos grasos) en energía biológicamente útil para las actividades celula-
res como enlaces terminales del ATP. Este fenómeno biológico se conoce como respiración
celular.
iv. Plastidios
Son un tipo de organelos relacionados con ciertos procesos metabólicos de la célula vegetal,
tales como la síntesis y acumulación de diversas sustancias orgánicas como el almidón, aceites
y proteínas.
Ultraestructuralmente, los cloroplastos están formados por una envoltura de doble membrana y
un sistema de endomembranas llamados grana y una fase gelatinosa interna llamado estroma.
48 Editorial Moraleja
Célula | Capítulo 2
Las granas están formadas por subunidades llamadas tilacoides en cuya membrana se inser-
tan las moléculas de clorofila. El estroma, al igual que la mitocondria, contiene ADN circular,
pequeños ribosomas y moléculas de ARN, lo que les otorga autonomía funcional.
v. Lisosomas
Son estructuras similares a pequeñas vacuolas, de 250 a 750 nanómetros de diámetro, con as-
pecto polimórfico y que se encuentran en protozoos y células animales. Contienen cerca de
40 enzimas hidrolíticas capaces de catalizar la digestión de diversos componentes celulares y
extracelulares.
Los lisosomas recién formados tienen sus enzimas inactivas, por lo cual, se les denomina gránu-
los de almacenamiento o lisosomas primarios. Cuando algún cuerpo extraño hace contacto
con la membrana plasmática, se inicia un proceso de endocitosis. De esta forma, el cuerpo
extraño queda dentro de una vesícula membranosa llamada fagosoma. Posteriormente el
fagosoma se une con el lisosoma primario dando origen a una gran vacuola denominada
vacuola digestiva o lisosoma secundario, dentro del cual se materializa el proceso digestivo in-
tracelular. Después que los nutrientes digeridos han difundido hacia el citoplasma, sólo quedan
unos restos indigeribles que se compactan y acumulan en el interior de la vacuola que pasa a
denominarse cuerpo residual.
Cuando las sustancias a digerir provienen de la propia célula, se desarrolla un proceso lla-
mado autofagia el cual permite la renovación y recambio de estructuras, como durante la
metamorfosis.
vi. Peroxisomas
Antiguamente llamados microsomas, estas estructuras corresponden a vesículas esféricas que
al microscopio electrónico muestran una membrana envolvente y una matriz interior de as-
pecto granular donde destaca un centro cristalino formado por finos túbulos. Si bien se pare-
cen morfológicamente a los lisosomas, su origen es diferente y al parecer se forman por gema-
ción de las cisternas del RE.
Los peroxisomas se caracterizan por contener enzimas que digieren ácidos grasos y aminoá-
cidos. También descomponen el peróxido de hidrógeno (agua oxigenada), un subproducto
tóxico del metabolismo de los ácidos grasos en agua y oxígeno, o lo usan en reacciones para
descomponer alcohol y otras sustancias tóxicas.
En las células vegetales reciben el nombre de glioxisomas y degradan ácidos grasos para con-
vertirlos en carbohidratos.
vii. El Núcleo
Es la estructura más relevante de las células eucarióticas. Al microscopio de luz aparece como
un cuerpo único, generalmente esférico y central, con 5 a 10 mm de diámetro, aunque puede
variar considerablemente en forma y tamaño según el tipo celular.
Se encuentra separado del citoplasma por una envoltura nuclear o carioteca, conteniendo
en su interior una matriz nuclear o carioplasma donde flotan los filamentos de cromatina, pu-
diendo contener uno o más cuerpos esféricos llamados nucléolos.
1. La envoltura nuclear está compuesta de dos membranas paralelas separadas por un es-
pacio perinuclear. En ciertos sectores, ambas membranas se fusionan delimitando grandes
poros o agujeros circulares de 70 a 120 nm de diámetro, cubiertos por un diafragma a
través de los cuales se realiza un intercambio selectivo de materiales entre el núcleo y el
citoplasma.
3. En cada núcleo puede reconocerse uno o más nucléolos, según la actividad metabó-
lica. En estas estructuras se producen los ribosomas, los cuales se forman a partir de los
organizadores nucleolares, que son fragmentos cromosómicos de sus denominadas “zonas
c. Complejos supramoleculares:
i. Ribosomas
Son partículas aproximadamente esféricas, sin membrana limitante y que se encuentran en
todas las células. De pequeño tamaño, sólo pueden observarse con microscopio electrónico,
siendo más pequeñas las de tipo procarionte.
En las células procariontes, los ribosomas se hallan libres en el citoplasma, mientras que en
los eucariontes pueden permanecer libres en la matriz citoplasmática o bien, adheridos a la
membrana externa del RER. Los ribosomas libres son característicos de las células en activo
crecimiento, como las embrionarias o tumorales. En ellas sintetizan proteínas para el uso interno
de la propia célula. En cambio, los polisomas adheridos a las membranas del RER sintetizan
proteínas de secreción y las enzimas de los lisosomas.
Los centriolos son un par de cilindros huecos, cuya pared está formada por 9 grupos de mi-
crotúbulos cada uno de los cuales está compuesto por 3 microtúbulos alineados en un plano.
Generalmente se encuentran dos por célula dispuestos perpendicularmente entre sí. Los cen-
triolos están relacionados fundamentalmente con el mecanismo de división celular, organi-
zando durante la mitosis los filamentos del huso mitótico que sirven como polo de atracción de
los cromosomas.
En algunos protozoos, como en algunas células animales, estas estructuras modificadas, como
cinetosomas, son responsables de la formación y coordinación de cilios y flagelos.
d. Citoesqueleto
Es una red muy compleja y dinámica de microtúbulos y filamentos que atraviesan el citoplasma
de la mayoría de las células eucarióticas. Estas estructuras, que permiten a la célula mantener
su forma y organización interna, es también responsable de las diversas formas de motilidad
celular.
i. Microtúbulos
Son estructuras cilíndricas, huecas, de longitud variable y 25 nm de diámetro que se encuen-
tran tanto en células animales como vegetales. La pared de estos cilindros está formada por
numerosas partículas de una proteína llamada tubulina de la cual existen dos tipos: a y b. La
polimerización o ensamblaje de estas subunidades se produce en los “centros organizado-
res de microtúbulos” como ser, los centríolos, cinetosomas y centrómeros. Los microtúbulos, a
modo de esqueleto intracelular, son responsables de la determinación y mantenimiento de la
forma celular. También forman a los husos mitóticos que regulan la migración de los cromoso-
mas durante la anafase de la mitosis o meiosis; participan en el transporte de moléculas, grá-
nulos y vesículas por el interior de la célula y constituyen a los cilios y flagelos.
ii. Microfilamentos
Son delgadas fibras de 4 a 6 nm de diámetro, formadas por proteínas, principalmente de tipo
actina. Los microtúbulos representan la parte contráctil del citoesqueleto y se les relaciona
con las corrientes citoplasmáticas tales como la ciclosis, movimiento ameboide, separación
de las porciones invaginadas de la membrana plasmática durante los procesos de fagocitosis
y pinocitosis.
50 Editorial Moraleja
Célula | Capítulo 2
Estos tres tipos de filamentos pueden encontrarse unidos por puntos ocasionales o amplia-
mente interconectados por una red tridimensional de finas fibras de 3 a 6 nm de diámetro,
probablemente de naturaleza proteica y que constituyen la red o sistema microtrabecular.
Preguntas de ejercitación
1. Entre otros caracteres, la célula eucarionte difiere de la procarionte porque la primera:
2. Cuando se afirma que: “la célula es la unidad de organización de los seres vivos”, se está diciendo
implícitamente que:
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo I y IV.
D ) Solo II, III y IV.
E) Todas las mencionadas.
3. ¿Cuál de las siguientes situaciones NO puede ser estudiada solo con utilización de microscopio
óptico?
A ) Glucólisis.
B) Fermentación.
C ) Replicación de ADN.
D ) Síntesis de proteínas.
E) Respiración aeróbica.
5. La organización de una célula eucarionte implica un orden espacial, el cual está dado por
membranas intracelulares, las cuales le permitieron:
A ) Aumentar de tamaño.
B) Aislar diferentes organelos.
C ) Aumentar su eficiencia funcional.
D ) Realizar su propia síntesis de proteínas.
E) Una modalidad sexuada de reproducción.
7. ¿Qué opción señala una característica distintiva de las células animales y otra distintiva de las
células vegetales, respectivamente?
A ) Las mitocondrias se encuentran solo en las células animales y los peroxisomas están solo en
las células vegetales.
B) Los centriolos se encuentran solo en las células animales y los cloroplastos están solo en las
células vegetales.
C ) Los lisosomas se encuentran solo en las células animales y el aparato de Golgi está solo en
las células vegetales.
D ) Las vacuolas se encuentran solo en las células animales y el retículo endoplasmático liso
está solo en las células vegetales.
E) El retículo endoplasmático rugoso se encuentra solo en las células animales y los ribosomas
están solo en las células vegetales.
A ) Neoblasto.
B) Eritrocito.
C ) Cigoto.
D ) Blastómera.
E) Osteoclasto.
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Célula | Capítulo 2
9. ¿Cuál de las siguientes estructuras carece de membranas y forma parte tanto de células vegetales
como animales?
A ) La vacuola.
B) El centríolo.
C ) Los ribosomas.
D ) Las mitocondrias.
E) El complejo de Golgi.
10. ¿Cuál de los siguientes organelos está presente solo en células vegetales?
A ) Las mitocondrias.
B) Los plastidios.
C ) El complejo de Golgi.
D ) El retículo endoplasmático liso.
E) El retículo endoplasmático rugoso.
11. ¿En cuáles de las siguientes estructuras celulares es posible encontrar la organización molecular
denominada mosaico fluido?
I. Lisosoma.
II. Cloroplasto.
III. Nucléolo.
IV. Centriolo.
A ) Solo en I y en II.
B) Solo en I y en III.
C ) Solo en II y en IV.
D ) Solo en I, en II y en III.
E) En todas ellas.
12. Al examinar con microscopio, mediante técnicas apropiadas un tejido cuyas células están
dividiéndose, se puede afirmar que ese tejido proviene de un animal si se observa:
A ) Condensación de la cromatina.
B) Desplazamiento de los centriolos.
C ) Desaparición de nucléolos.
D ) Separación de los cromosomas.
E) Formación del huso mitótico.
13. Los tipos celulares que no poseen núcleo, es muy probable que carezcan también de:
I. Ribosomas.
II. Cloroplastos.
III. Mitocondrias.
IV. Retículo endoplasmático.
A ) Solo I.
B) Solo III.
C ) Solo II y III.
D ) Solo I, III y IV.
E) Solo II, III y IV.
14. Dos cultivos celulares se exponen a CO2 con el carbono marcado radiactivamente. El cultivo 1
contiene células hepáticas y el 2 contiene algas verdes unicelulares. Después de 30 minutos se
analizan las células de ambos cultivos para pesquisar compuestos orgánicos marcados. A partir
de lo anterior, es correcto inferir que:
A ) Las células de ambos cultivos presentarán moléculas orgánicas con carbono radiactivo.
B) Solo en las células del cultivo 2 habrá moléculas orgánicas marcadas.
C ) Solo en las células del cultivo 1 habrá glucosa marcada.
D ) Solo en las células del cultivo 1 habrá almidón marcado.
E) No habrá marca radiactiva en los cultivos.
15. ¿Qué tienen en común bacterias y espermatozoides para que ambos sean considerados células?
I. Capacidad de autoduplicación.
II. Un límite que los independiza del medio externo.
III. Compartimentalización de las funciones.
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo I y II.
D ) Solo II y III.
E) I, II y III.
16. ¿En cuál de los siguientes tipos de células NO es posible encontrar mitocondrias?
I. Bacteria.
II. Protozoo.
III. Espermatozoide.
A ) Solo I.
B) Solo I y II.
C ) Solo I y III.
D ) Solo II y III.
E) I, II y III.
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3
17. Se tiene dos recipientes de 1 cm de capacidad cada uno. Si uno se llena con glóbulos rojos de
mamífero y el otro con bacterias se puede constatar que:
18. Todos los factores que se mencionan a continuación se relacionan con la forma celular, EXCEPTO:
A ) Tensión superficial.
B) Función celular específica.
C ) Existencia de una pared rígida.
D ) Presión de células vecinas.
E) Tamaño celular.
19. Si se coloca un trozo de tejido vegetal en una solución hipotónica, las células de ese tejido:
A ) Solo III.
B) Solo II y IV.
C ) Solo I y V.
D ) Solo I y IV.
E) Solo II y V.
20. Algunos laxantes usados frecuentemente para mejorar el tránsito intestinal contienen sales de
magnesio, las cuales estimulan la salida de agua desde las células intestinales. El mecanismo
involucrado en ese fenómeno es:
A ) Osmosis.
B) Exocitosis.
C ) Pinocitosis.
D ) Fagocitosis.
E) Endocitosis.
1. Una diferencia estructural entre las células procariontes y las eucariontes es que la célula:
A ) Flagelos.
B) Ribosomas.
C ) Cromatina.
D ) Pared celular.
E) Membrana plasmática.
3. En el interior de dos frascos cerrados se determina la cantidad de CO2 proveniente de dos muestras
celulares (X e Y). Ambas muestras son expuestas a la luz natural y luego de un tiempo la cantidad de
CO2 en la muestra X disminuye sustancialmente, mientras que en la muestra Y aumenta. Al respecto, es
correcto concluir que:
A ) Presencia de histonas.
B) Presencia de ribosomas.
C ) Presencia de ADN circular.
D ) Presencia de peptidoglicano.
E) Presencia de un solo tipo de ARN polimerasa.
56 Editorial Moraleja
Célula | Capítulo 2
5. Los cloroplastos son organelos presentes en la célula vegetal. De ellos, se señala que:
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo I y II.
D ) Solo II y III.
E) I, II y III.
6. Las células secretoras exocrinas del páncreas, cuyo principal producto de secreción son enzimas
digestivas como la lipasa y la tripsina, se caracterizan por tener en su citoplasma:
I. Abundantes lisosomas.
II. Gran retículo endoplasmático rugoso.
III. Muchas mitocondrias.
IV. Aparato de Golgi prominente.
A ) Solo I y II.
B) Solo I y III.
C ) Solo II y IV.
D ) Solo III y IV.
E) I, II y III.
7. Cierto compuesto inhibe la síntesis de proteínas en las bacterias. Al respecto, es correcto concluir que
este compuesto actúa directamente sobre:
A ) El nucleoide.
B) Los polirribosomas.
C ) La membrana celular.
D ) La pared bacteriana.
E) El mesosoma bacteriano.
9. Los protoplastos son células vegetales que carecen de pared celulósica, que pueden ser cultivados y la
mayoría de ellos son totipotentes. De esta información se deduce correctamente que:
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo III.
D ) Solo I y II.
E) Todas las anteriores.
11. Si se bloquea la acción de las enzimas del retículo endoplasmático liso de una célula animal, a corto
plazo, disminuirá directamente la síntesis de:
A ) Enzimas.
B) Fosfolípidos.
C ) Polisacáridos.
D ) Ácidos nucleicos.
E) Proteínas de membrana.
12. Cierto compuesto inhibe la síntesis de proteínas en las bacterias. Al respecto, es correcto concluir que
este compuesto actúa directamente sobre:
A ) El mesosoma bacteriano.
B) La pared bacteriana.
C ) El nucleoide.
D ) La membrana celular.
E) Los polirribosomas.
13. Para confirmar las funciones del núcleo en la célula, se extrajo el núcleo de una ameba (organismo
unicelular) y se observó que la ameba dejaba de dividirse y permanecía inactiva. A las pocas horas, se le
introdujo el núcleo de otra ameba, y la célula volvió a realizar sus procesos vitales. De este experimento,
es correcto concluir que:
58 Editorial Moraleja
Célula | Capítulo 2
14. Los leucocitos destruyen enzimáticamente los gérmenes ingeridos mediante fagocitosis. ¿Qué organelo
es muy abundante en estas células?
A ) Vacuolas.
B) Lisosomas.
C ) Peroxisomas.
D ) Mitocondrias.
E) Complejo de Golgi.
15. ¿Cuál de las siguientes estructuras celulares participa directamente en la formación del huso mitótico
en una célula animal?
A ) Lisosoma.
B) Centrosoma.
C ) Mitocondria.
D ) Complejo de Golgi.
E) Retículo endoplasmático liso.
A ) Mitocondrias.
B) Retículo endoplasmático liso.
C ) Retículo endoplasmático rugoso.
D ) Lisosomas.
E) Ribosomas.
17. Algunos microorganismos poseen una vacuola contráctil para eliminar el exceso de agua que entra a
la célula. En relación a esto, ¿en cual de las siguientes situaciones estas vacuolas deberán pulsar con
mayor intensidad? Un protozoo de agua:
18. Es posible que la estructura de la membrana plasmática sea afectada por un tratamiento con:
A ) Agua.
B) Amilasa.
C ) Colesterol.
D ) Solventes orgánicos.
E) Solución de NaCl diluido.
19. ¿A través de qué mecanismo pasa el oxígeno desde los capilares a los tejidos?
A ) Osmosis.
B) Difusión.
C ) Cotransporte.
D ) Transporte activo.
E) Difusión facilitada.
20. El gráfico representa el volumen de una célula animal cuando es sumergida en una solución de
concentración desconocida, en función del tiempo.
Volumen (u.a)
Tiempo (u.a)
60 Editorial Moraleja
CAPíTulo 3 “La ciencia se compone de
errores, que a su vez son los pasos
REPRODUCCIÓN hacia la verdad”
— JULIO VERNE —
CELULAR
(1828 -1925) ESCRITOR FRANCÉS DE NOVELAS DE
AVENTURAS
Hasta principios del siglo XX no se sabía exactamente cuál era la molécula responsable de
contener la información necesaria para codificar las características y el funcionamiento de un
organismo. Solo se tenia claridad que esta información estaba alojada en el núcleo de las cé-
lulas eucariontes, gracias a los experimentos de Hämmerling y de Gurdon.
En el año 1943, Joachim Hämmerling utilizó dos variedades de un alga unicelular, llamadas
Acetabularia crenulata y Acetabularia mediterránea. Estas algas, de más de 5 cm. de alto
tienen una base donde se encuentra el núcleo y un largo tallo citoplasmático sobre el cual se
sostiene una sombrilla. Primero removió el núcleo de la A. crenulata y lo injertó en la A. medi-
terránea, que previamente había sido enucleada y desprovista de la sombrilla. Al cabo de un
tiempo la A. mediterránea regeneró las propiedades removidas, pero con las características
de la especie crenulata.
Acetabularia Acetabularia
mediterranea crenulata
Sombrero
removido Piés con
núcleos
intercambiados
Después
Se genera de retirar
el mismo los sombreros
sombrero intermedios
Sombreros
con la forma
determinada
según el
núcleo
transplantado
John Gurdon, en 1960, utilizó como modelo de trabajo a la rana africana Xenopus laevis, que
también se encontraba en dos variedades: silvestre (verde con manchas oscuras) y albina (sin
coloración). Desde la variedad silvestre obtuvo ovocitos que fueron irradiados con rayos UV
para obtener células sexuales anucleadas. Por otra parte, desde la variedad albina obtuvo
núcleos de células intestinales Estos núcleos se implantaron en los ovocitos anucleados de la
línea silvestre. Los ovocitos comenzaron a dividirse, lo que dio origen a renacuajos de la línea
albina. El resultado pudo ratificar la idea de que, también en animales, el material genético se
encontraba en el núcleo.
Otras investigaciones, como la de Waldeyer, llevaron a descubrir, mediante tinción, unas par-
tículas fuertemente coloreadas dentro del núcleo, denominadas cromosomas, mientras que
Theodor Boveri comprobó que las dotaciones cromosómicas de distintas células en individuos
de la misma especie eran constantes, exceptuando a los núcleos de los gametos que sólo
tenían la mitad de ese número cromosómico. Además, los cromosomas del mismo núcleo tie-
nen formas y tamaños distintos, lo cual implicaría que son cualitativamente distintos unos de
otros.
A. Los cromosomas
Los cromosomas son complejos supramoleculares compues- Brazo corto
Durante la profase y metafase, cada unidad o cromátida está unida a su hermana por el
centrómero.
Los seres vivos nacen, crecen, eventualmente envejecen y por último mueren. Al igual que los
seres vivos, todos los sistemas biológicos (virus, mitocondrias, células, metazoos, etc.), deben
contar con un mecanismo que permita el reemplazo de estas organizaciones muertas o
destruidas.
3 . NI V EL ES DE R EP RODUCCIÓN
El proceso de reproducción se realiza en todos los niveles de organización biológica que po-
sean información genética codificada y, por lo tanto, se observa en el ámbito intracelular,
celular y de organismos.
i. Intracelular
1. Complejos supramoleculares: como los virus por Multiplicación
62 Editorial Moraleja
Reproducción celular | Capítulo 3
ii. Celular
1. Células procariontes: como las bacterias por Simple división
3. Células eucariontes germinales: como los espermatogonios y ovogonios por Mitosis o los
espermatocitos y ovocitos por Meiosis.
iii. Organismos
1. Sexual: utiliza células sexuales
4 . EL CI CLO CEL UL A R
Durante su vida, las células pasan por dos períodos básicos: el de interfase, en que crecen y
efectúan la mayor cantidad de procesos metabólicos, y el de división celular. Ambos procesos
constituyen un ciclo celular que se repite periódicamente en cada generación celular.
Entre los diversos tipos celulares se observan considerables variaciones en la duración de estos
ciclos. Es así como las bacterias se dividen cada veinte minutos. En cambio, en los organismos
pluricelulares, las divisiones celulares se realizan con menor intensidad en la vejez, existiendo
variaciones de tiempo entre un tejido y otro. Así tenemos que las células epiteliales del tubo
digestivo (expuestas a gran desgaste), se reproducen cada diez horas.
La célula duplica su
tamaño y aumenta
la cantidad de
organelas enzimas y
otras moléculas
Fase G
El citoplasma
se divide
Fase G
Las estructuras
necesarias para la
división empiezan
a montarse; los
cromosomas
empiezan a
condenarse
A. Interfase
Es, por lo general, el período de mayor duración del ciclo celular. En esta etapa, el material ge-
nético de las células eucariontes está contenido dentro de la membrana nuclear, pero en una
forma bastante extendida, difícil de visualizar. Generalmente se encuentra en forma dispersa
formando gránulos o filamentos denominados cromatina, compuesta por ADN y proteínas.
B. División celular
El principal acontecimiento de la reproducción celular es el reparto de la información gené-
tica contenida en el núcleo celular. De allí resultarán dos núcleos hijos con el mismo número de
cromosomas del tipo celular que les dio origen.
En el proceso mitótico se encuentran involucradas tanto estructuras del núcleo como del cito-
plasma, y como después de producida la mitosis normalmente sobreviene la división celular, en
algunas ocasiones, el término mitosis se emplea para denominar ambos procesos: duplicación
nuclear y división celular.
En las células somáticas, la división celular consta de dos etapas llamadas: mitosis y citocinesis
a. Mitosis
Es el reparto de la información genética contenida en el ADN en dos partes iguales entre las
células hijas. Aunque es un proceso continuo, se acostumbra describirlo en cuatro etapas
Nucleolo
Membrana Membrana Cromosoma
Nuclear Plasmática (2 cromátidas hermanas)
Placa Núcleo en
Metafásica formación
Membrana
Cromosomas nuclear en
hijos formación
64 Editorial Moraleja
Reproducción celular | Capítulo 3
1. Profase: Durante esta etapa, los cromosomas se hacen visibles, pasando desde un estado
granular o de fibra larga y delgada a formar cuerpos cilíndricos y de mayor grosor. Cada
cromosoma está constituido por un filamento doble, cada uno de los cuales se llama cro-
mátida y son producto de la duplicación que experimentó el ADN durante la etapa S.
Estas cromátidas, idénticas o hermanas, se encuentran paralelas y unidas por un cuerpo
llamado centrómero. Al comienzo de la profase, los cromosomas se distribuyen al azar en
el núcleo.
En las células animales se observa en el citoplasma, unos cuerpos cilíndricos llamados centrío-
los que durante la profase se separan emigrando hacia los polos opuestos de la célula. Desde
allí dirigirán las migraciones de los cromosomas mediante conexiones filamentosas llamadas
husos mitóticos. En las células vegetales no se ha observado centríolos; sin embargo se cree
que deben existir estructuras equivalentes.
2. Metafase: En esta etapa, los husos quedan completamente formados y algunos, llamados
fibras cromosómicas, se unen a las cromátidas a través de sus centrómeros, mientras que
otras, llamadas fibras continuas, se extienden de un polo a otro, sin interrupción.
Una vez que las cromátidas se han unido a los husos, se dirigen al plano ecuatorial, donde
se alinean con los centrómeros en un mismo plano, los que posteriormente se dividirán
longitudinalmente.
3. Anafase: Las cromátidas hermanas se separan desplazándose hacia cada polo de la cé-
lula, es decir, hacia cada centríolo probablemente atraídos por los husos cromosómicos
que se acortan por la disminución de los monómeros que lo forman.
4. Telofase: Durante esta última etapa, los cromosomas hijos se desenrollan, perdiendo su
estado de condensación y transformándose nuevamente en filamentos de cromatina.
Alrededor de estos filamentos se reorganizan las membranas de los núcleos hijos, reapare-
cen él o los nucléolos y desaparecen los husos mitóticos.
b. Citocinesis
También llamada citodiéresis, es la división o reparto del citoplasma. La citocinesis puede pro-
ducirse simultáneamente con la mitosis o bien ocurrir con posterioridad. El mecanismo de seg-
mentación es diferente en células animales y vegetales.
La mitosis da como resultado la producción de dos núcleos hijos, cada uno de los cuales lleva
una información genética equivalente a la de la célula progenitora. Este proceso es realizado
por todas las células somáticas y por las células sexuales durante su etapa proliferativa.
¿Sabías qué?
La finalidad del proceso de reproducción celular varía según el tipo de organismo. Es así
como en los unicelulares, conduce a un aumento en el número de individuos de la pobla-
ción. En cambio en los multicelulares la reproducción de sus células es responsable de su
crecimiento, permitiendo además reemplazar células muertas, reponer células para cica-
trizar heridas, etc.
No obstante, “espermatozoides y óvulos” realizan por única vez, durante su etapa de madura-
ción, una modalidad diferente de división celular llamada meiosis.
c. Meiosis
La meiosis es una forma especial de reproducción celular que se efectúa solamente en las
células que darán origen a los gametos. Este proceso consiste básicamente en una duplica-
ción del material hereditario seguida por dos divisiones nucleares sucesivas. La consecuencia
fundamental de este hecho es la reducción del número diploide de cromosomas (2n) a la
condición haploide (n).
La primera división meiótica o meiosis I es también llamada reduccional porque reduce el nú-
mero diploide de cromosomas a la mitad o condición haploide, aunque los cromosomas aún
son dobles.
Esta meiosis I se caracteriza por una larga Profase I, que se subdivide en 5 etapas: leptoteno,
cigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis, cada uno caracterizado por el comportamiento
de los diferentes cromosomas.
Metosis I
Interfase Profase I Metafase I Anafase I
Centriolos Placa de Cromátidas
(2 pares) hermanas unidas
Huso Metafase
Membrana
Cromatina Cromátidas Tétrada Centrómeros
nuclear hermanas
Esta etapa es seguida por el cigoteno donde los cromosomas homólogos inician un proceso
de apareamiento o sinapsis. Al comenzar al paquiteno los cromosomas se observan con forma
de tétradas o bivalentes y están unidos por un centrómero. Durante esta etapa la célula al-
canza un gran volumen celular y nuclear, se completa el apareamiento realizándose un inter-
cambio de porciones (genes) entre las cromátidas homólogas, llamado crossing-over o entre-
cruzamiento. En el diploteno se repelen los cromosomas homólogos y en la diacinesis termina
la repulsión. Al término de la profase desaparece la envoltura nuclear.
En la anafase I los centrómeros de cada par homólogo se desplazan hacia los polos opuestos
arrastrando con ellos las dos cromátidas. A diferencia de la mitosis, en esta primera división
meiótica los centrómeros no se dividen. Por ello, después que la célula se divida, en telofase,
cada célula hija recibirá sólo un miembro de cada par homólogo.
Luego viene una citocinesis o división citoplasmática originando dos células con núcleos
haploides.
Después de un breve período de intercinesis, se inicia la Meiosis II, que es semejante a una
mitosis de células haploides. En meiosis II no hay nueva duplicación de cromosomas, sino que
simplemente las cromátides hermanas se separan.
66 Editorial Moraleja
Reproducción celular | Capítulo 3
Melosis II
Esta segunda meiosis finaliza con una segunda división o citocinesis que dará origen a cuatro
células que tendrán la mitad del número original de cromosomas (haploides).
En el caso que una célula tuviera cuatro cromosomas, después de la meiosis se habrán for-
mado cuatro células (óvulos o espermios), con dos cromosomas cada una.
A través de este proceso los gametos (óvulos y espermios) se hacen haploides, pero como re-
sultado de la fecundación, y con el comienzo del clivaje o las primeras divisiones celulares en
el comienzo del desarrollo embrionario, todas las células resultantes serán diploides.
Mitosis Meiosis
La realizan todas las células eucariontes La realizan solo las células germinales
Se produce un número indefinido de veces Se realiza solo una vez
Consiste en una duplicación de ADN y una Consiste en una duplicación de ADN y dos
citocinesis citocinesis
Duración breve (días) Larga duración (incluso años)
Conserva la información genética Produce variabilidad genética
Se mantiene el número cromosómico Se reduce el número de cromosomas
Produce dos células hijas Produce cuatro células hijas
No hay segregación de cromosomas homólogos Hay segregación de cromosomas homólogos
C. Gametogénesis
Es una de las principales funciones de las gónadas y consiste en la formación de células sexua-
les o gametos. Tanto en machos como en hembras, los resultados de este proceso sólo pueden
observarse cuando los organismos han alcanzado su madurez sexual o pubertad, aunque el
comienzo de esta función estuvo en el período embriofetal.
i. Proliferación
La formación de gametos se inicia con las células germinales que son un grupo de células di-
ploides que se aíslan muy tempranamente durante el desarrollo embrionario enclaustrándose
en estructuras específicas que posteriormente se transformarán en gónadas.
Dentro de las gónadas correspondientes a cada sexo, las células germinales se dividen por
mitosis sucesivas hasta conformar una gran cantidad de pequeñas células diploides llamadas
ovogonios o espermatogonios dependiendo del sexo.
ii. Crecimiento
Después de la fase proliferativa, los “gonios” entran en un período interfásico durante el cual
crecen por aumento en el volumen en el citoplasma. Al finalizar esta etapa de crecimiento, las
células del macho se denominan espermatocitos Iº y las de las hembras ovocitos Iº. La fase de
crecimiento toma más tiempo en la ovogénesis por lo que producirá un ovocito I de tamaño
muy superior al espermatocito I. La diferencia es significativa porque el óvulo debe almacenar
toda la reserva nutritiva para el desarrollo inicial del embrión.
iii. Maduración
El principal acontecimiento en la fase madurativa de la gametogénesis es la transformación
del núcleo diploide (2n) en haploide (n) mediante la meiosis.
En las mujeres la primera división meiótica se inicia en la vida embrionaria y queda bloqueada
en profase I. Se reinicia en cada ciclo y su finalización coincide con la ovulación, mientras que
la segunda división sólo se realiza si se produce la fecundación, por lo cual se completa fuera
del ovario, en el pabellón de las trompas de Falopio.
iv. Diferenciación
Esta etapa sólo se observa en la espermatogénesis, denominándose también espermiohisto-
génesis. En ella, las espermátides se transformarán en espermatozoides por medio de una serie
de transformaciones citoplasmáticas.
Espermatogonio ovogonio
Espermatocito primario
Ovocito primario
meiosis I
espermatocitos
secundarios
primer
ovocito secundarios cuerpo polar
Meiosis II
espermatidas
cuerpos polares
secundarios
diferenciación
espermatozoides óvulo
68 Editorial Moraleja
Reproducción celular | Capítulo 3
a. Espermatogénesis
La formación de espermatozoides tiene lugar en el interior de los túbulos seminíferos, que son
delgados conductos situados en número de 2 a 4 en cada uno de los lóbulos testiculares.
Los túbulos seminíferos están revestidos por un epitelio pluriestratificado, altamente especiali-
zado que se denomina epitelio germinal. Este epitelio, que se encuentra ubicado sobre una
gruesa membrana basal, está constituido en el hombre adulto por dos poblaciones celulares:
b) las células sustentaculares: representada por una población de células somáticas que no
proliferan llamadas células de Sértoli. Estas tienen formas cilíndricas, altas y se extienden desde
la membrana basal hasta el lumen tubular. Se supone que tienen importante papel en la se-
creción de la hormona inhibina. La membrana de las células de Sértoli, muy irregulares tienen
insertas las espermátides.
En los homínidos, la espermatogénesis se realiza completamente en una misma sección del tú-
bulo seminífero. Ello implica que las células sexuales evolucionan en sentido centrípeto, encon-
trándose las células más primitivas en la base del túbulo, sobre la membrana basal, mientras
que las capas de células germinativas en número de 4 a 8, en distintos estados de maduración
se ubican hacia el lumen.
El comienzo de este proceso ocurre durante la vida embrionaria, al finalizar la tercera semana
de vida. Las células germinales primitivas denominadas gonocitos se multiplican por mitosis
para producir diversas generaciones de espermatogonias fetales o preespermatogonias.
Después del nacimiento, mientras un gran número de células germinales degenera, algunas
espermatogonias fetales se multiplican por mitosis para originar las espermatogonias prepube-
rales, las que darán origen a las espermatogonias adultas.
A partir de la pubertad, las espermatogonias reinician sus divisiones mitóticas. Estas reproduc-
ciones son de dos tipos, una de tipo común da origen a espermatogonias tipo A (más primi-
tivas), mientras que otras mitosis de tipo evolutivo origina las espermatogonias de tipo B, más
evolucionadas, las cuales crecen ligeramente e inician un proceso de diferenciación dejando
la zona basal del túbulo seminífero y toman el nombre de espermatocitos Iº.
Los espermatocitos Iº se dividen por meiosis sólo con posterioridad a la pubertad. Esta forma es-
pecífica de división celular consta de dos divisiones nucleares sucesivas: meiosis I o reduccional
y meiosis II o ecuacional. La meiosis I es muy larga, en los humanos dura alrededor de 16 días,
y en ella el espermatocito I da origen a dos espermatocitos II con la mitad de cromosomas
(haploides).
El espermatocito II es una célula muy pequeña y de corta duración (8 horas). Esta célula in-
gresa rápidamente a la meiosis II para originar cuatro espermátides.
Mientras los centriolos migran hacia el polo posterior donde comienza a formarse el flagelo a
partir del centriolo distal, la vesícula acrosómica se aplasta sobre el núcleo y de a poco va ad-
quiriendo su forma definitiva. El flagelo continúa creciendo, el núcleo se alarga y la cromatina
se condensa. El citoplasma residual se desplaza hacia la cola mientras que las mitocondrias se
reordenan situándose en la pieza intermedia de la cola.
La espermátida, que ha girado, queda con el polo anterior del núcleo orientado hacia la base
del túbulo seminífero, inserto en las células de Sértoli que los nutren, manteniendo el ambiente
adecuado y las interaccione necesarias para su desarrollo.
Finalmente, las células de Sértoli liberan los espermatozoides hacia el lumen tubular para que
continúen con su maduración en el epidídimo, donde adquieren la motilidad en más o menos
8 a 12 días. En total, el proceso completo de espermatogénesis en el hombre demora unos 74
días.
Sucesos de la Complemento
Tipos celulares
meiosis cromosómico
Primera división
Espermatocito
meiótica en 2n , 4c
primario
progreso
Gametos
4 espermátides haploides 1n , 1c
inmaduros
Gametos
4 espermatozoides 1n , 1c
haploides
El espermatozoide
La cabeza, de frente, tiene forma ovalada, mide 4 a 5 micrones de largo y está constituida
principalmente por el núcleo donde se encuentra el ADN en cantidad haploide. El acrosoma
recubre la porción anterior del núcleo, en forma de una vesícula, contiene glicoproteínas y
numerosas enzimas que cumplen un papel importante en la penetración de las envolturas
ovulares, tales como la hialuronidasa y la acrosina.
El cuello, es una región variable y poco definida en los espermatozoides humanos, en la cual
hay una zona articular que conecta la cabeza con el flagelo. En el cuello destaca el centriolo
proximal, mientras que del centriolo distal sólo persisten vestigios
La zona intermedia mide 5 a 7 micrones de largo y está formada por un filamento axial de
estructura similar a cualquier flagelo, rodeado por una vaina de mitocondrias alargadas, dis-
puestas en forma de una cadena helicoidal
El flagelo, cuya pieza principal mide unos 45 micrones y se va adelgazando hacia su extremo
distal, para culminar en una pieza terminal desprovista de citoplasma y sólo rodeada por la
membrana celular.
b. Ovogénesis
Este proceso se inicia durante la etapa embriofetal y comprende las mismas etapas que la es-
permatogénesis. Este temprano inicio determina muy precozmente el número definitivo de cé-
lulas germinales, el cual irá disminuyendo hasta agotarse a medida que la hembra envejece.
La ovogénesis comienza con las células germinales primordiales. Estas células denominadas
ahora gonocitos primordiales empiezan a dividirse mitóticamente para dar origen a las ovogo-
nias. Este período proliferativo es muy breve y culmina alrededor de la decimoquinta semana
70 Editorial Moraleja
Reproducción celular | Capítulo 3
de vida fetal. Las ovogonias que cesan su división comienzan a aumentar de tamaño, alcan-
zando unos 25 a 30 micrómetros de diámetro. Estas células se rodean de una capa de células
foliculares planas constituyendo un folículo primordial.
El ovocito I ingresa a la profase de la primera división meiótica, llegando hasta la etapa de dic-
tioteno, para quedar detenido en ella durante el resto de la gestación, infancia y pubertad. En
ese momento se forma la vesícula germinativa que no es otra cosa que el núcleo del ovocito.
Por efecto de la FSH se produce una multiplicación de las células foliculares, haciendo que el
folículo en crecimiento adquiera una forma ovalada, dejando al ovocito I en posición excén-
trica. Luego, entre las células de la granulosa aparecen varios espacios que se van llenando
de líquido folicular claro para finalmente llenar una cavidad central o antro con lo cual la es-
tructura pasa a denominarse folículo secundario.
La membrana basal del folículo aumenta de espesor y por fuera de ella, el estroma ovárico
forma dos capas o tecas: una interna con células secretoras de estrógenos y otra externa for-
mada por colágeno y que constituye una verdadera cápsula.
En este momento el folículo de Graaf se hace sensible a una segunda hormona de la hipófisis
que es la hormona luteinizante (LH), la que tiene una doble acción. Por una parte estimula al
ovocito a reiniciar la meiosis y también estimula los cambios que deben producirse en el folí-
culo y que terminarán en el momento de producirse la ovulación.
Por su parte, el ovocito reinicia la meiosis completándola pocas horas antes de la ovulación. En
la división del ovocito I, la cromatina es repartida en partes iguales entre las células hijas, pero
una de ellas, el ovocito II recibe casi todo el citoplasma, mientras que la otra, llamada primer
corpúsculo polar recibe un núcleo y escaso citoplasma.
Inmediatamente después de la expulsión del primer polocito, el núcleo del ovocito II inicia la
segunda división meiótica avanzando hasta la metafase II cuando es ovulado. Esta segunda
división sólo se completa si el ovocito II es fecundado. Entonces, la cromatina se divide en
partes iguales, pero una de las células retiene gran parte del citoplasma para convertirse en
“óvulo” y la otra mitad, más pequeña, es el segundo cuerpo polar.
Durante toda la vida reproductiva de una mujer se liberan alrededor de 400 a 500 ovocitos IIº
y de ellos sólo algunos se transformarán en “óvulos” si son fecundados.
lúteo o amarillo encargado de producir las hormonas progesterona y estrógeno, las que con-
diciona las paredes del útero para el desarrollo del huevo.
D. El cáncer
Los distintos órganos crecen y se desarrollan hasta cierto tamaño, mientras que en la repara-
ción de heridas se restituye sólo el material dañado o perdido. En los tejidos ocurre normal-
mente un balance entre la cantidad de células que se reproducen por mitosis y aquellas que
desaparecen por muerte celular programada (apoptosis).
Eliminación espontánea de
células anormales (apoptosis)
Agentes cancerigenos represión del cáncer.
(virus, rayos X, hidrocarburos,
tabaco...etc.)
Tumor local
Celulas normales
Célula cancerosa
(mitosis aceleradas) Células que
migran a otros
órganos pudiendo
provocar tumores
secundarios.
Uno de los logros de la ciencia contemporánea ha sido llegar a explicar cómo puede pro-
ducirse y cuáles son los factores que aumentan el riesgo de desarrollar la enfermedad. Es así
como se han logrado identificar las bases moleculares del proceso, sobre las cuales se están
fundando los nuevos principios y estrategias de tratamiento. Hoy sabemos que las células nor-
males no se vuelven malignas de repente sino que van acumulando cambios irreversibles en
su material genético. Algunas de estas mutaciones estimulan el crecimiento y proliferación
celular mientras otras eliminan los frenos moleculares que controlan estos procesos. El cáncer
es una enfermedad que tiene un mecanismo con carácter secuencial y, por lo tanto, ofrece
múltiples oportunidades para la intervención clínica.
Para entender los principios básicos que gobiernan el desarrollo de cáncer es necesario re-
pasar primero cómo se organizan las células de un organismo para funcionar en conjunto.
Nuestro organismo es una comunidad de células donde cada una ocupa un lugar apropiado
para realizar sus tareas en beneficio del conjunto. Los 30 trillones de células que componen el
organismo sano viven en un condominio complejo e interdependiente, regulándose unas a
otras estrictamente en su multiplicación o proliferación. Las células normales se reproducen so-
lamente cuando reciben instrucciones para hacerlo de parte de otras células en su vecindad.
Esta incesante colaboración asegura que cada tejido mantenga un tamaño y arquitectura
apropiada a las necesidades del organismo como un todo.
Con la excepción de las células sanguíneas que patrullan el organismo en busca de invaso-
res microbianos, las otras células se quedan normalmente en el tejido donde se originaron. A
través de moléculas de su superficie reconocen y se adhieren al sitio donde deben ejercer su
función, estableciendo conexiones con otras células y con estructuras propias del tejido. Se
mantienen así ancladas en su sitio durante toda su vida. La sobrevida y reproducción celular
depende de esta adhesión. Si no hay adhesión, la célula no sólo deja de crecer y dividirse sino
que también comete suicidio. Es decir, le ocurren cambios específicos que la llevan a su propia
72 Editorial Moraleja
Reproducción celular | Capítulo 3
Las células cancerosas violan estos esquemas, se hacen indiferentes a los controles de prolife-
ración y siguen su propia agenda de reproducción. Además, poseen otra propiedad aún más
insidiosa: la capacidad de migrar fuera del sitio donde se originan e invadir y formar masas
tumorales en tejidos distantes. Las células cancerosas se independizan del requerimiento de
anclaje para dividirse y subsistir.
El truco que usan para hacer esto no es claro todavía. Esta propiedad de las células cancero-
sas, de invadir agresivamente otros tejidos, ingresar a la circulación y formar colonias (metás-
tasis) en tejidos distantes del original, es la que hace letal al cáncer. Los tumores compuestos
de estas células malignas se hacen cada vez más agresivos con el tiempo y llegan a ser letales
cuando provocan destrucción de los tejidos y órganos que se requieren para la sobrevivencia
del organismo como un todo. Así, las nuevas colonias celulares y la invasión de tejido normal
por células cancerosas es la marca de la malignidad, ya que llegan a múltiples sitios donde la
cirugía no puede extirparlas.
Por lo tanto, para hacerse maligna una célula debe hacer algo más que sobreestimular su
maquinaria que promueve la proliferación. También debe idear formas de escapar a las se-
ñales que sirven de freno a su proliferación y que normalmente son producidas por las células
vecinas.
Existen dos clases de genes que juegan un papel principal en el desarrollo del cáncer cuando
se alteran. Los proto-oncogenes que promueven el crecimiento y la división celular y los genes
supresores de tumores o anti-oncogenes que, por el contrario, inhiben el proceso de prolifera-
ción celular. En su estado normal, estos genes regulan el ciclo de vida de la célula, es decir, la
intrincada secuencia de eventos que hacen que la célula primero crezca y luego se divida en
dos células hijas.
Con estos antecedentes podemos entender que el cáncer puede aparecer como conse-
cuencia del efecto de sustancias que provocan daño en el material genético y, por lo tanto,
pueden afectar al azar los genes que regulan la proliferación celular y la adhesión de la célula
al tejido que le corresponde.
Basta que una sola célula se vea afectada profundamente para que aparezca un crecimiento
tumoral que luego puede hacerse invasivo si esta célula sigue acumulando mutaciones du-
rante varios años.
Otra categoría de agentes cancerígenos no daña directamente el ADN sino que promueve
selectivamente el crecimiento de las células tumorales aumentando la posibilidad de que acu-
mulen más mutaciones y se hagan más malignas. De hecho, las células que se dividen más ac-
tivamente están más proclives a adquirir y heredar mutaciones que las células que se dividen
poco o que no se dividen. Esto explica por qué los cánceres se dan más frecuentemente en
ciertos tejidos, como intestino y sistema sanguíneo, mientras que es raro en otros, tales como el
tejido nervioso.
El carácter secuencial del mecanismo del cáncer nos muestra lo importante que es descubrirlo
en sus etapas tempranas cuando no es invasor ni tan maligno. En algunos casos, como el cán-
cer de mama y de próstata, esto se puede lograr por controles periódicos.
Los estudios epidemiológicos en países desarrollados muestran que más de la mitad de los
casos de cáncer, tal vez el 60%, se pueden adjudicar a efectos del tabaquismo y de la dieta,
contribuyendo un 30% cada uno. El tabaquismo causa el 30% de los cánceres más letales. El
cáncer provocado por el hábito de fumar no sólo es de pulmón sino que también incluye cán-
cer de esófago, vejiga y páncreas y tal vez también cáncer gástrico, colon y riñón. El factor
más importante es la duración del hábito.
Sólo la dieta es rival del tabaquismo como causa de cáncer. En general aumenta el riesgo
de cáncer el consumo de grasas animales y en particular de carnes rojas. Ambos están fuer-
temente ligados al desarrollo de cáncer de colon y recto. Las grasas animales (saturadas)
también parecen asociadas al cáncer de próstata. Entre los aditivos no nutrientes, sólo la sal
aparece como un significativo factor de riesgo de cáncer, especialmente de cáncer de es-
tómago. El café no se asocia al cáncer. En cambio, hay también factores dietéticos que pro-
tegen del cáncer. Entre éstos están el consumo habitual de vegetales y de frutas. Como los
alimentos contienen miles de sustancias químicas distintas, permanece sin saberse con clari-
dad cuáles son cruciales o en qué combinaciones son más potentes como bloqueadores del
cáncer. Otro factor protector es el ejercicio practicado habitualmente durante toda la vida. La
sobrealimentación, acompañada de falta de ejercicio durante el crecimiento, se ha asociado
a cáncer de mama. Esto parece deberse a que se estimula un crecimiento exagerado y un
comienzo prematuro de la menstruación. La menstruación temprana es un factor de riesgo
mayor de cáncer de mama. La obesidad en la edad adulta es también un factor de riesgo de
cáncer del endometrio y también de colon, riñón y vesícula. El alcohol contribuiría con el 3%
de la mortalidad por cáncer, globalmente.
Menos del 5% de las fatalidades por cáncer se deben a alteraciones genéticas heredadas.
Una proporción de los cánceres aparece espontáneamente o naturalmente en un individuo
sano, genéticamente normal, que no ha estado expuesto a carcinógenos ambientales. La
estimación es que un cuarto de los cánceres pertenecen a esta categoría, es decir, se desa-
rrollan incluso en un mundo libre de influencias externas. Se debería sólo a productos propios
del funcionamiento del organismo. Es decir, a carcinógenos producidos naturalmente dentro
del organismo, por efecto del metabolismo interno y por la ocurrencia natural de errores en la
copia del material genético que no son reparados a tiempo y pasan a la descendencia de
una célula durante su división.
Fuente: What You Need to Know About Cancer. Scientific American, (Special Issue) Vol 275;
(Septiembre) 1996. Citado en el Programa de Biología MINEDUC 1988.
74 Editorial Moraleja
Reproducción celular | Capítulo 3
Preguntas de ejercitación
1. ¿Cuál de estas opciones describe MEJOR lo que es la reproducción de los organismos vivientes?
2. De las siguientes finalidades de la reproducción celular, señale aquella que sea propia de los
organismos unicelulares:
A ) Aumento de tamaño.
B) Reducción de tamaño.
C ) Cicatrización de heridas.
D ) Renovación de células gastadas.
E) Multiplicación de organismos.
3. ¿En cuál de las siguientes opciones se menciona el término cuyo significado es común para los
fenómenos de regeneración de órganos, reproducción de protistas, crecimiento de metazoos y
cicatrización de tejidos?
A ) Ciclosis.
B) Mitosis.
C ) Meiosis.
D ) Metamorfosis.
E) Homeostasis.
4. Para que una célula animal típica pueda entrar en mitosis se requiere que:
A ) Solo I y III.
B) Solo I y IV.
C ) Solo III y IV.
D ) Solo I, II y III.
E) Solo I, III y IV.
A ) Solo I y II.
B) Solo I y IV.
C ) Solo II y III.
D ) Solo III y IV.
E) Todas las afirmaciones son correctas.
7. Las siguientes aseveraciones son igualmente verdaderas para la profase de la mitosis y la profase
de la primera división meiótica en las células animales. Excepto:
76 Editorial Moraleja
Reproducción celular | Capítulo 3
A ) Solo II.
B) Solo III.
C ) Solo I y II.
D ) Solo II y III.
E) Solo II y IV.
9. En el siguiente gráfico se señalan las etapas del ciclo de vida de una célula de una población
celular en continua división. Si la cantidad de ADN que posee el núcleo de esta célula al término
de la etapa S es igual a 4n, ¿en cuál de las alternativas siguientes se señala correctamente la
cantidad de ADN de la etapa del ciclo que se indica:
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo III.
D ) Solo I y II.
E) I, II y III.
12. Si se irradian células en activa proliferación con ciertas dosis de radiaciones, se producen
mutaciones cromosómicas. ¿En cuál de los siguientes momentos del ciclo de vida de ésas células
se originan tales mutaciones?
13. Si a una población celular cultivada “in vitro” se le agrega TIMIDINA marcada a fines de G2 y
observamos las células durante M, encontraremos que:
14. Una de las características de la meiosis es que las células finales que resultan de este proceso son
genéticamente diferentes entre si y de la célula madre. Esta diferencia se debe principalmente a
que hacen:
A ) Solo I y II.
B) Solo II y III.
C ) Solo III y IV.
D ) Solo I, III y IV.
E) Solo II, III y IV.
78 Editorial Moraleja
Reproducción celular | Capítulo 3
16. La mitosis es el fenómeno nuclear que regula los procesos de crecimiento, reproducción y
distribución del material cromosómico. Este proceso se efectúa en células:
17. En términos generales, el proceso mitótico se realiza con similares características en células típicas
animales y vegetales. Sin embargo, ¿qué acontecimiento ocurre exclusivamente en células
animales?
A ) 60
B) 66
C ) 63
D ) 120
E) 123
19. ¿En cuál de los siguientes tipos de reproducción puede ocurrir permutación cromosómica?
A ) Mitosis.
B) Bipartición.
C ) Yemación.
D ) Esporulación.
E) Partenogénesis.
20. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones son correctas en relación al fenómeno de la meiosis en la
especie humana?
A ) Solo I.
B) Solo I y III.
C ) Solo II y IV.
D ) Solo III y IV.
E) Solo I, II y III.
80 Editorial Moraleja
Capítulo 3
Reproducción celular │ Ejercicios
3. La siguiente fotografía, obtenida mediante un microscopio óptico, corresponde a una célula en:
A ) Interfase.
B) G1.
C ) S.
D ) G2.
E) Mitosis.
4. La figura representa una célula animal en mitosis. Si a un cultivo de estas células en crecimiento se le
agrega una droga que bloquea la duplicación de P, se inhibirá directamente la:
I. Generación de tumores.
II. Cicatrización de heridas.
III. Reproducción celular.
IV. Mantención de las poblaciones celulares.
A ) Solo I.
B) Solo I y II.
C ) Solo I y III.
D ) Solo II, III y IV.
E) I, II, III y IV.
A ) Dos cromátidas.
B) Cuatro cromátidas.
C ) Hebras de cromatina.
D ) Dos moléculas de ADN.
E) Pares homólogos formando tétradas.
A ) 180 pg.
B) 60 pg.
C ) 90 pg.
D ) 30 pg.
E) 45 pg.
8. Si se trata con un inhibidor de la meiosis a cada uno de los siguientes seres vivos, el que NO experimentará
consecuencias en su ciclo reproductivo será:
A ) La bacteria.
B) La rata.
C ) El roble.
D ) El álamo.
E) La merluza.
9. ¿Cuál de las siguientes opciones asocia correctamente la etapa del ciclo proliferativo con el proceso
celular que ocurre en ella?
82 Editorial Moraleja
Reproducción celular | Capítulo 3
10. Si se trata con ciertas dosis de cafeína a las células meristemáticas en división, se obtienen células
binucleadas. ¿Cuál de los siguientes procesos será inhibido por la cafeína para obtener este efecto?
A ) La anafase I meiótica.
B) La formación de bivalentes.
C ) La elongación de las células.
D ) La formación del huso mitótico.
E) La citodiéresis.
11. Los millones de células que constituyen nuestro organismo, son el resultado de numerosas divisiones
mitóticas. Por ello todas las células del cuerpo:
13. En la meiosis se separan los cromosomas homólogos para generar dos núcleos haploides. Esto ocurre
durante la:
A ) Metafase I.
B) Anafase II.
C ) Anafase I.
D ) Metafase II.
E) Intercinesis.
14. Si a una población celular en G2 se le agrega un inhibidor de la síntesis de ADN, ocurre que:
15. El esquema muestra una anafase completa observada en el ovario de un insecto. ¿Cuántos cromosomas
tendrán los gametos producidos por esta hembra?
I. 3
II. 4
III. 7
A ) Solo I.
B) Solo II.
C ) Solo III.
D ) Solo I y II.
E) Solo II y III.
16. Si se quiere estudiar la función del huso mitótico en el movimiento de los cromosomas durante la mitosis,
una aproximación experimental apropiada sería:
17. ¿Qué condición debe cumplir una célula para pasar sobre el punto de control de G2 a mitosis?
18. Si una célula presenta una dotación cromosómica 2n = 6, ¿cuál de los siguientes esquemas representa
a dicha célula en una etapa posterior a Metafase II?
A) B) C)
D) E)
84 Editorial Moraleja
Reproducción celular | Capítulo 3
A ) Solo I.
B) Solo III.
C ) Solo I y II.
D ) Solo I y III.
E) I, II y III.
20. Las células cancerosas se caracterizan por una disminución en el proceso de:
A ) Apoptosis.
B) Necrosis.
C ) Mutación.
D ) Metástasis.
E) Proliferación celular.
I MEDIO
II M E D I O
II I MED IO
IV MED IO
Habilidades Cognitivas
Análisis,
Total
Ejes Temáticos Reconocimiento Comprensión Aplicación sintesis y
(%)
evaluación
Organización,
estructura y
36
actividad
celular
Procesos y
funciones 8
vitales
Biología
humana y 8
salud
Herencia y
11
evolución
Organismo y
37
ambiente
BI BLI OG R A FÍ A G EN ER A L
» Audesirk, Biología. La vida en la Tierra. Audesirk. 2003. Pearson Educación. 6a edición.
» Curtis, Barnes. Biología. 1995. Editorial Médica Panamericana. 5a Edición
» De Robertis. Biología Celular y Molecular. 2000. El Ateneo. 3a edición, segunda reimpresión.
» Guyton: Tratado de Fisiología Médica. 1996. Ed. Interamericana 9ª Edición
» DEMRE. Contenidos mínimos a ser incluidos en la prueba de selección universitaria. 2018
» DEMRE. Publicaciones oficiales DEMRE. Universidad de Chile. 2004-2018
» MINEDUC. Programas de Estudio, Biología, Primero a Cuarto Año Medio, Formación General. 2009.
» Preuniversitario Pedro de Valdivia. Miniensayos de Biología.