Lascélulas Gliales o Neuroglias(NM3)

El sistema nervioso está compuesto por dos grupos de células que poseen funciones diferente: las neuronas y las células gliales.

La neuroglias son las células que apoyan y protegen a las neuronas. Entre las células gliales destacaremos las siguientes: microglias, astrocitos oligodendrocitos y las células de Schwann.

Microglias: Estas células protegen al sistema nervioso central y, en ocasiones, se comportan como macrófagos fagocitando microbios. Emigran a áreas de tejido nervioso lesionado, eliminando los desechos de células muertas.

Astrocitos: Son células con numerosas prolongaciones en forma de estrella. Aportan nutrientes a las neuronas y ayudan a mantener un equilibrio químico apropiado. Se ubican alrededor de las neuronas, formando una red que las sostiene, tambien evitan que entren a las neuronas sustancias tóxicas.

Oligodendrocitos y células de Schwann: Ambos tipos de células participan en la formación de la vaina de mielina que rodea a los axones de la mayoría de las neuronas

El ADN como material genético (primera parte)

Entre 1900 y 1940 se hicieron grandes avances en genética, pero en aquella época, aún no se determinaba que el material genético se encuentra en el ADN y no en las proteínas como era la creencia hasta el ese momento. A pesar de esto, durante este periódo se realizaron muchos descubrimientos genéticos y se estableció la relación entre genética y evolución.

El ADN fué aislado por Friedrich Miescher en 1869 en el esperma de salmón y en las células de pus de heridas abiertas. Dado que lo encontró en los núcleos de aquellas células, denominó nucleína a este compuesto. Sin embargo, como el material obtenido era ácido, con gran cantidad de fósforo, le dió el monbre de ácido nucleico.

Robert Feulgen (1914) describió un método para revelar por tinción el ADN, basado en el colorante fucsina.. Utilizándolo, se encontró la presencia del ADN en el núcleo de todas las células eucariotas, especificamente en los cromosomas.

Durante los años 20 el bioquímico Levene analizó los componentes del ADN y encontró que contenía cuatro bases nitrogenadas: citosina, timina, adenina y timina, el azucar desoxirribosa y un grupo fosfato y estas fueron sus conclusiones:

1. La unidad (nucleótido), básica estaba compuesta de una base unida a un azucar al igual que el grupo fosfato.

2. Pero erroneamente concluyó que cuatro nucleótidos unidos era la unidad repetitiva de la molécula.

Pero despues de sus experiementos, queda la idea de la estructura del nucleótido, que corresponde realmente a la unidad fundamental (monómero) del ácido nucleíco (polímero).

Célula

El ser humano, como todos los seres vivos, está formado de células, unos 100 billones, unidas entre sí por estructuras intercelulares de sostén. Las mismas células se comportan como pequeños seres vivos,organismos unicelulares, porque realizan idénticas funciones vitales que los organismos pluricelulares: necesitan nutrirse para asegurar su vida, utilizan los mismos principios inmediatos y el oxígeno para obtener energía, responden a determinados estímulos y tienen capacidad para reproducirse. Podemos dividir las células en procarióticas y eucarióticas. Nuestro organismo es el resultado de estos elementos, que actúan coordinadamente para realizar con eficacia todas sus funciones vitales.Un tejido es el resultado de la unión de células idénticas en su forma y estructura, organizadas para efectuar un mismo trabajo. Los distintos tejidos se unen y forman órganos, cada uno de los cuales realiza una función concreta en el ser vivo, como el corazón. Además, los órganos también se agrupan en un sistema o en un aparato para realizar una función, como el aparato digestivo o el sistema óseo.

Los órganos de la célula
Membrana celular o citoplasmática. La membrana citoplasmática es una fina estructura que separa el contenido del medio externo. Se compone de una doble capa de lípidos con moléculas de proteínas, con un grosor aproximado de 75A.La membrana celular es continua, pero presenta numerosos repliegues, sinuosidades y poros, lo que le permite regular el paso de sustancias a través de ella. La estructura de la M.P. responde al modelo llamado "mosaico fluido".

Retículo endoplasmático: el retículo endoplasmático es una estructura en forma de red originada, según parece, por un repliegue de la membrana citoplasmática en sí misma.Se cree que este proceso evolutivo, conocido por invaginación, respondería a la aparición de seres más complejos y con mayores necesidades proteínicas.

Se distinguen dos tipos de retículo, atendiendo a la presencia o no de ribosomas en sus membranas:
• Retículo endoplasmático rugoso: Conjunto de estructuras aplanadas, unidas entre sí, que se comunican con la membrana nuclear. Tiene adosados un gran número de ribosomas, por lo que su función consiste en almacenar y segregar las proteínas sintetizadas en estos.
• Retículo endoplasmático liso: Red de elementos planos y tubulares que se comunica con el retículo endoplasmático rugoso. Se encarga de producir, segregar y transportar grasas por toda la célula, junto con las proteínas del retículo rugoso.

El citoplasma o protoplasma es la masa orgánica comprendida entre la membrana citoplasmática y la membrana nuclear. Contiene un medio interno, el hialoplasma, un líquido viscoso compuesto de gran cantidad de agua y que lleva proteínas, azúcares y grasas en disolución. Es la parte de la célula dotada de actividad vital porque es en su interior donde se mueven los distintos orgánulos celulares y donde tienen lugar sus reacciones bioquímicas. Efectivamente, los orgánulos son para la célula lo que los órganos representan para nuestro cuerpo: productores de sustancias vitales, generadores de energía, mecanismos para la digestión y la excreción de sustancias orgánicas, etc.

Los ribosomas son unos orgánulos celulares, de unos 150 Á de diámetro, que se presentan adosados a las membranas del retículo endoplasmático, o bien libres en el citoplasma.Constan de dos subunidades. La subunidad mayor está formada por 45 moléculas de proteínas y tres de r-ARN (ácido ribonucleico ribosómico); la subunidad menor tiene 33 moléculas de proteína y una de r-ARN.Los ribosomas se agrupan en polisomas, unidos por una molécula de r-ARN, y realizan la función de sintetizar las proteínas a partir de las moléculas de aminoácidos.
Aparato de Golgi: es un conjunto de 5 a 10 «discos» planos, en el cual se distinguen una unidad básica, la cisterna, y unos dictiosomas o apilamiento de cisternas. Estos dictiosomas se disgregan y se reparten por igual durante la mitosis o división celular.

Los lisosomas, se originan a partir de vesículas del aparato de Golgi: contienen enzimas digestivas que les permiten digerir el alimento que penetra en el citoplasma. Su parte interna o mucus está tapizada por una gruesa capa de polisacáridos que evitan que estos enzimas destruyan el propio material celular.
Mitocondrias: Las mitocondrias son orgánulos redondeados o alargados, aislados y repartidos por todo el citoplasma,que contienen una disolución acuosa de enzimas capaces de realizar numerosas reacciones químicas, como la que constituye la respiración celular. Mediante este proceso se libera la energía que necesita la célula para llevar a cabo sus funciones vitales.Las mitocondrias se encuentran principalmente en las células más activas de los organismos vivos: las del páncreas y las del hígado. Una célula hepática puede llegar a contener hasta 2500 mitocondrias.

El centrosoma es un corpúsculo que suele aparecer junto al núcleo y que desarrolla un papel relevanteen la mitosis o división celular.Consta de tres elementos:
• Diplosoma: Está formado por dos centriolos, unas estructuras cilíndricas, dispuestos perpendicularmente.
• Centrosfera: Sustancia translúcida en la que se encuentra inmerso el diplosoma.
• Aster: Conjunto radial de filamentos que salen de la centrosfera, de vital importancia para el desarrollo de la mitosis.

El núcleo, uno en cada célula humana que es eucarionte y es un componente fundamental de esta porque el organismo que dirige las funciones celulares y el portador de las características hereditarias, lo que demuestra su importancia en la reproducción y en la transmisión de la herencia biológica. En el núcleo, cuyo tamaño oscila entre 5-30 micras, se pueden distinguir los siguientes elementos:
• Membrana nuclear : Es doble y permite el paso recíproco de sustancias entre el núcleo y el citoplasma gracias a su estructura porosa.
• Plasma nuclear: Líquido claro y viscoso donde se sumergen las demás estructuras nucleares.
• Nucléolo: Corpúsculo esférico, que aparece aislado o en grupos, relacionado con la formaciónde los ribosomas.
• Cromatina: Sustancia que puede adoptar diversas tonalidades y que está formada por largos filamentos de ADN (ácido desoxirribonucleico). Estos presentan unas partículas, los genes, que contienen, cada uno de ellos, información sobre una determinada función celular. La cromatina cuando se condensa forma los cromosomas; cromatina condensada significa que la doble hélice de ADN se ha acortado.

APOPTOSIS

La apoptosis corresponde a una secuencia ordenada de eventos, que ocurren al interior de ciertas células, y que culminan con la muerte celular. La apoptosis tambien llamada muerte celular programada, es iniciada y dirigida por la propia célula suicida.

Los Científicos han detectado al menos dos situaciones en la apoptosis se llava a cabo en las células y que es útil para los organismos pluricelulares. Una de ellas se presenta durante las primeras etapas de la vida, periodo en el cual, la formación de órganos requiere frecuentemente de la eliminación de células. Otro caso en que las células mueren por apoptosis, es cuando se eliminan células dañadas que podrían provocar problemas mayores. Por ejemplo, cuando una célula ha sufrido importantes daños en su material genético, se corre el riesgo de que estas células se descontrolen y se dividan rapidamenteprovocando tumores y tambien otro tipo de alteraciones.

Hoy en dia se sabe que la apoptosis se inicia con la activación de unas enzimas llamadas caspasas, cuya activación requiere que la célula gaste energía química en forma de ATP. Las caspasas pueden activarse debido a señales internas, producidas por los organelos y el núcleo, o por señales del entorno celular, que la célula recibe gracias a receptores de membrana. Estos receptores son proteínas que reciben la señal externa y la transfieren hacia el citoplasma. Cuando las caspasas se activan, degradan proteínas del citoplasma y tambien el ADN del núcleo, produciendo asi la muerte celular.

La apoptosis es una muerte celular silenciosa, porque no produce acumulación de células muertas ni inflamación de los tejidos. Esto ocurre gracias a que las células apoptóticas son reconocidas por los macrófagos de nuestro organismo, los cuales las fagocitan.

La apoptosis fue descubierta en 1972, por tres científicos que encontraron las mismas etapas de este suicidio celular en diferentes tipos de células humanas. Este descubrimiento no fue valorado sino hasta despues de 15 años.

Fotosíntesis

La fotosíntesis es uno de los procesos metabólicos de los que se valen las células para obtener energía.
Es un proceso complejo, mediante el cual los seres vivos poseedores de clorofila y otros pigmentos, captan energía luminosa procedente del sol y la transforman en energía química (ATP) y en compuestos reductores (NADPH), y con ellos transforman el agua y el CO2 en compuestos orgánicos reducidos (glucosa y otros), liberando oxígeno:
CO2 + H2O+ LUZ ---------------> GLUCOSA + O2

La energía captada en la fotosíntesis y el poder reductor adquirido en el proceso, hacen posible la reducción y la asimilación de los bioelementos necesarios, como nitrógeno y azufre, además de carbono, para formar materia viva.
La radiación luminosa llega a la tierra en forma de"pequeños paquetes", conocidos como cuantos o fotones. Los seres fotosintéticos captan la luz mediante diversos pigmentos fotosensibles, entre los que destacan por su abundancia las clorofilas y carotenos.

Al absorber los pigmentos la luz, electrones de sus moléculas adquieren niveles energéticos superiores, cuando vuelven a su nivel inicial liberan la energía que sirve para activar una reacción química: una molécula de pigmento se oxida al perder un electrón que es recogido por otra sustancia, que se reduce. Así la clorofila puede transformar la energía luminosa en energía química..
En la fotosíntesis se diferencian dos etapas, con dos tipos de reacciones:
Fase luminosa: en en tilacoide en ella se producen transferencias de electrones.
Fase oscura: en el estroma. En ella se realiza la fijación de carbono .

Bacterias nitrificantes

Son los autófrogos que realizan cambios importantes en los suelos al fijar en ellos el nitrógeno atmosférico.

El nitrógeno atmosférico, N2, puede ser fijado por pocos microorganismos. Algunos de estos individuos pueden tener vida libre como las siguientes bacterias: Azotobacter (aerobio), Klebsiella (anaerobio facultativo), Clostridium (anaerobio estricto), y como algunos grupos de Cianofíceas. Otros viven en simbiosis como es el caso del género Rhizobium que vive en simbiosis con leguminosas.
Todos ellos fijan el nitrógeno atmosférico transformándolo en amoniaco, NH3, que es liberado al suelo. El amoniaco se oxida mediante el proceso de Nitrificación o es asimilado directamente por la planta en el caso de la simbiosis.

Cuando los organismos vivos mueren, las bacterias amonificantes (descomponedoras) transforman compuestos orgánicos y liberan al suelo NH3. El amoniaco así generado y liberado al suelo también sufre el proceso de Nitrificación.
La Nitrificación es realizada por dos tipos de bacterias, Nitrosomonas y Nitrobacter.

Nitrosomonas: oxida el amoniaco y lo transforma en nitrito, NO2-.
Nitrobacter: oxida el nitrito a nitrato, NO3-.
En forma de NO3- las plantas lo absorben del suelo incluyéndose así en la cadena trófica.
El nitrato puede retornar a la Atmósfera mediante el proceso de desnitrificación realizado por Pseudomonas. El NO- es transformado a NO, NO2 y N2,que son expulsados de la célula hacia la Atmósfera.

Nitrosomonas oxida el amoniaco y lo transforma en nitrito, NO2-.
Nitrobacter oxida el nitrito a nitrato, NO3-.
En forma de NO3- las plantas lo absorben del suelo incluyéndose así en la cadena trófica.
El nitrato puede retornar a la Atmósfera mediante el proceso de desnitrificación realizado por Pseudomonas. El NO- es transformado a NO, NO2 y N2,que son expulsados de la célula hacia la Atmósfera.

NO = monóxido de nitrógeno.

NO2= Nitrito

N2= Nitrógreno

NO3= Nitrato

Ciclo del Nitrógeno

El nitrógeno, al igual que el carbono, es un elemento básico de la vida y está presente en determinadas reacciones químicas e intercambios entre la atmósfera, suelos y seres vivos, que se realizan en la naturaleza de forma cíclica (ciclo biogeoquímico del carbono). Intervienen fundamentalmente en este ciclo los vegetales y las bacterias fijadoras del nitrógeno. En ese proceso, el nitrógeno es incorporado al suelo, que será absorbido por los organismos vivos antes de regresar de nuevo a la atmósfera.

Los organismos vivos no pueden utilizar directamente el nitrógeno que se encuentra en la atmósfera en forma gaseosa, y que supone el 71% del total; para ello, debe ser transformado previamente en nitrógeno orgánico (nitratos o amoniaco). Esto se consigue, fundamentalmente, mediante la fijación biológica, aunque también las radiaciones cósmicas y la energía que producen los rayos en la atmósfera intervienen en este proceso en menor medida combinando nitrógeno y oxígeno que una vez transformado es enviado a la superficie terrestre por las precipitaciones.

En la fijación biológica intervienen bacterias simbióticas que viven en las raíces de las plantas, sobre todo leguminosas como el guisante, trébol o la alfalfa, pero también determinadas algas, líquenes, etc. Las bacterias se alimentan de estas plantas, pero a cambio le entregan abundantes compuestos nitrogenados. Es muy común en agricultura cultivar leguminosas en determinados terrenos pobres en nitrógeno, o que han quedado agotados por otras cosechas, para permitir rotar los sembrados en el mismo lugar.

Cuando el nitrógeno ha quedado fijado en las raíces de las plantas, ya puede ser absorbido por éstas e incorporarlo a los tejidos en forma de proteínas vegetales. Desde aquí, el nitrógeno ya entra en la cadena alimentaria mediante los animales herbívoros y carnívoros. Cuando las plantas y animales mueren, mediante la descomposición se produce una transformación química de los compuestos nitrogenados, convirtiéndose en nitrógeno amoniacal (actividad denominada amonificación), última etapa de la mineralización del nitrógeno que está contenido en la materia orgánica del suelo.

Este amoniaco vuelve a ser en parte recuperado por las plantas, pero el resto alcanza el medio acuático o simplemente permanece en el suelo, donde será convertido en nitrógeno nítrico por los microorganismos, en un proceso que se denomina nitrificación y que es aprovechado de nuevo por las plantas. Los nitratos pueden volver a la atmósfera mediante la desnitrificación, o ser eliminado del suelo por lixiviación (disolución en el agua) y posterior arrastrado a los ríos y lagos.