BIOLOGÍA CELULARFT

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BIOLOGÍA 
CELULAR
QFB GREGORIO BUSTOS VARELA
INTRODUCCIÓN A LAS CÉLULAS
• Una pregunta fundamental en biología es ¿qué significa estar vivo?
• ¿Qué caracteriza a todos los seres vivos y los distinguen de la materia inerte o no viva?
• Al igual que nosotros, cada célula que forma nuestro organismo, puede crecer, reproducirse, procesar información,
responder a estímulos y llevar a cabo una asombrosa variedad de reacciones químicas.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN 
DE LA MATERIA
• Todo lo que existe está formado
por materia.
• La materia se define como todo lo
que ocupa un lugar en el espacio.
Los seres vivos están 
formados por moléculas 
que contienen carbono
• Todos los seres vivos contienen moléculas orgánicas o
biomoléculas que contienen carbono, hidrógeno,
oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.
AGUA
• El agua cubre 71% de la superficie
de nuestro planeta, se concentra en
su mayoría en los océanos, ríos y
lagos, una gran parte del agua dulce
está en la humedad de la
biodiversidad, siendo indispensable
para la realización de los procesos
vitales.
CARBOHIDRATOS
• Sustancias orgánicas que más abundan
en la naturaleza y los nutrimentos que
más consumen humanos y animales.
• Principales compuestos químicos
almacenadores de energía.
• Están compuestos de carbono,
hidrógeno y oxígeno, en la proporción de
dos átomos de hidrógeno por uno de
oxígeno.
CARBOHIDRATOS: 
CLASIFICACIÓN
• De acuerdo con su estructura química se clasifican en:
➢ Monosacáridos. Componen la estructura más sencilla y 
la unidad básica: glucosa, fructosa, ribosa y galactosa.
➢ Oligosacáridos. Son resultado de la unión glucosídica 
de 2 a 20 monosacáridos:
❑ disacáridos: sacarosa, lactosa y maltosa.
❑ tri, tetra y pentasacáridos: rafinosa, estaquiosa y 
verbascosa.
➢ Polisacáridos. Son resultado de la unión de más de 20 
monosacáridos:
❑ homopolisacáridos: integrados por un tipo de 
monosacárido: almidón, glucógeno y celulosa 
(sólo glucosas).
❑ hetereropolisácaridos: formados por más de un 
tipo de monosacárido, como la hemicelulosa, 
pectinas y gomas.
PROTEINAS 
• Las proteínas forman la mayor parte de la
estructura de los seres vivos y realizan funciones
reguladoras del metabolismo.
• Estas biomoléculas están formadas por carbono,
hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre.
• Son polímeros formados por la unión de
aminoácidos.
PROTEINAS: 
CLASIFICACIÓN
PROTEINAS: ESTRUCTURA
PROTEINAS: 
DESNATURALIZACIÓN
• Por su naturaleza química, las proteínas son mucho más reactivas que los 
hidratos de carbono y los lípidos.
• Su estructura primaria es muy estable, pero no la secundaria ni la 
terciaria, cuyos enlaces son más débiles y se alteran por efecto de la 
acidez, las temperaturas altas y bajas, la adición de sales y los esfuerzos 
mecánicos.
• Se llama desnaturalización a la pérdida de las estructuras secundaria y 
terciaria de una proteína, sin que exista ruptura del enlace peptídico de la 
estructura primaria.
LÍPIDOS
• Los lípidos son moléculas que están
integradas por carbono, hidrógeno y
oxígeno principalmente, pero algunas
pueden contener fósforo o nitrógeno.
• Solubles en solventes orgánicos como el
cloroformo, la gasolina, el alcohol, el éter
y el benceno.
LÍPIDOS
• Por su importancia biológica destacan sus funciones como
moléculas estructurales de las células, fundamentalmente
como componentes de los sistemas membranosos y sirven
como medio de reserva energética
• Entre los diversos grupos de lípidos se encuentran las
grasas, los aceites, los esteroides, las ceras y los fosfolípidos.
ÁCIDOS 
NUCLEICOS
• A finales del siglo XIX Friedrich Meischer extrajo del núcleo una sustancia rica
en carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo.
• A esta sustancia se le dio el nombre de nucleína y se describió como una
sustancia ácida.
• A mediados del siglo XX, Maurice Wilkins y Rosalind Franklin obtuvieron las
imágenes del ácido nucleico por difracción de rayos X que sirvieron a James
Watson y Francis Crick para entender la estructura de los ácidos nucleicos y
publicar en 1953 el modelo del ácido desoxirribonucleico, la doble hélice.
ADN Y ARN
• Los ácidos nucleicos, el ácido ribonucleico y el ácido
desoxirribonucleico, son las biomoléculas responsables de
resguardar la información genética del organismo.
• Los ácidos nucleicos son polímeros formados por unidades
de nucleótidos.
• Cada nucleótido está formado por un azúcar pentosa, una
base nitrogenada y un grupo fosfato.
ADN Y ARN
• En el ADN las bases nitrogenadas presentes
son adenina, citosina, timina y guanina,
mientras que en el ARN se encuentran
adenina, citosina, guanina y uracilo.
• El ADN está integrado por dos cadenas de
desoxirribonucleótidos, mientras que el
ARN está formado por una sola cadena de
ribonucleótidos.
ADN Y ARN
• En el ADN las bases nitrogenadas presentes
son adenina, citosina, timina y guanina,
mientras que en el ARN se encuentran
adenina, citosina, guanina y uracilo.
• El ADN está integrado por dos cadenas de
desoxirribonucleótidos, mientras que el ARN
está formado por una sola cadena de
ribonucleótidos.
DESARROLLO 
HISTÓRICO DE LA 
BIOLOGÍA CELULAR
• Las células son muy pequeñas para observarlas a simple vista.
• Fue gracias a la invención del microscopio en el siglo XVII que se les pudo observar.
• Fueron descritas por primera vez en 1665 por el científico inglés Robert Hooke.
• Utilizando un microscopio que el mismo fabricó, observó un delgado corte de un trozo de
corcho, dibujó y describió lo observado.
DESARROLLO 
HISTÓRICO DE LA 
BIOLOGÍA CELULAR
• Mientras tanto, Anton van Leeuwenhoek, un holandés que se ganaba la vida con la venta
de ropa y botones, dedicaba su tiempo libre a tallar lentes y construir microscopios de
gran calidad.
• Fue el primero en examinar una gota de agua estancada bajo el microscopio.
• Entre sus descubrimientos más importantes están las bacterias, protistas, células de la
sangre y espermatozoides.
EL INICIO DE LA 
BIOLOGÍA CELULAR
• La aparición de la biología celular como una ciencia independiente fue un
proceso gradual al que contribuyeron muchos investigadores, aunque en
general se considera que su nacimiento oficial está marcado por las
publicaciones de dos biólogos alemanes: la del botánico Matthias
Schleiden en 1838 y la del zoólogo Theodor Schwann en 1839.
TEORÍA CELULAR
• En sus artículos Schleiden y Schwann documentaron los resultados de una 
investigación sistemática realizada con el microscopio óptico; de tejidos de 
plantas, en el caso de Schleiden, de tejidos animales por Schwann.
TEORÍA CELULAR
• Posteriormente, el físico alemán Rudolf Virchow, observó que las células se
dividían y daban lugar a células hijas.
• En 1855, Virchow propuso que las células nuevas se forman sólo por la
división de células previamente existentes, completando así la teoría
celular.
TEORIA CELULAR
• El trabajo de estos tres científicos: Schleiden, Schwann y Virchow
contribuyeron en gran medida al desarrollo del concepto
fundamental de la biología, la teoría celular, cuyos postulados
son:
• Todos los seres vivos están constituidos por células.
• Las células son las unidades básicas de la estructura (organización) y función
de los seres vivos.
• Todas las células proceden de otras células, es decir, se producen nuevas
células a partir de células existentes.
MODELO DE 
ORGANIZACIÓN CELULAR
Existen dos grandes modelos de organización
celular; las células procariotas y las eucariotas.
CÉLULA PROCARIÓTICA O PROCARIOTA
• El término procariótica o procariota
significa “antes del núcleo”.
• Es precisamente la principal
característica de estas células, que no
disponen de un núcleo definido.
CÉLULA PROCARIÓTICA O PROCARIOTA
• Son procarióticas las bacterias y las
arqueabacterias.
• Su material genético se localiza en
una molécula de forma circular de
ADN ubicada en una región del
interior de la célula llamada
nucleoide.
• Carece de organelos membranosos.
• Pared celular.
TEORÍA QUE PROPONE LA 
EVOLUCIÓN DE LAS 
CÉLULAS PROCARIOTASA 
EUCARIOTAS
• Las células procariontes fueron las primeras en
habitar la Tierra, pues los fósiles más antiguos, de una
edad de 3500 millones de años, son bacterias.
• La similitud en los procesos metabólicos entre
procariontes y eucariontes hacen pensar que los
procariontes dieron origen a los eucariontes.
TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
• Según la teoría endosimbiótica, la adquisición
de las mitocondrias se logró cuando una
célula protoeucariota (eucariota en
formación) fagocitó una bacteria que
empleaba oxígeno para respirar.
• La simbiosis es la asociación que se establece
entre dos organismos, que puede ser
benéfica para ambos o para uno de ellos.
CÉLULAS 
EUCARIOTAS
• Las células eucariotas son
más complejas y grandes
que las procariotas.
• El término eucarionte
significa “núcleo verdadero”.
• Las células eucarióticas
constituyen a todos los
miembros de los reinos
protista, fungi, plantae y
animalia.
CÉLULA ANIMAL, VEGETAL, FUNGAL Y PROTISTA
CÉLULA ANIMAL, VEGETAL, FUNGAL Y PROTISTA
CÉLULA ANIMAL, 
VEGETAL, FUNGAL 
Y PROTISTA
CÉLULA ANIMAL, 
VEGETAL, FUNGAL 
Y PROTISTA
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA MEMBRANA 
PLASMÁTICA
• Las células están separadas del
mundo externo por una
estructura delgada y frágil
llamada membrana plasmática
que sólo mide 5 a 10 nm de
espesor.
• Representa el límite entre el
medio extracelular y el
intracelular.
MEMBRANA PLASMÁTICA
FUNCIONES DE LA 
MEBRANA 
PLASMÁTICA
• Regula el paso de sustancias
hacia el interior de la célula y
viceversa.
• Barrera con permeabilidad
selectiva.
• Contiene receptores específicos
que permiten a la célula
interaccionar con mensajeros
químicos y emitir la respuesta
adecuada.
• Interacción celular.
• Lípidos de membrana.
• Las membranas contienen
una gran diversidad de
lípidos, los cuales son
anfipaticos; o sea, contienen
regiones hidrofílicas e
hidrófobas.
• Hay tres tipos principales de
lípidos de membrana:
fosfoglicéridos,
esfingolípidos y colesterol.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE 
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
• Lípidos de membrana.
• Las membranas contienen una
gran diversidad de lípidos, los
cuales son anfipaticos; o sea,
contienen regiones hidrofílicas e
hidrófobas.
• Hay tres tipos principales de
lípidos de membrana:
fosfoglicéridos, esfingolípidos y
colesterol.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE 
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MEMBRANA 
PLASMÁTICA
• Proteínas de membrana.
• Mientras que los lípidos forman la
estructura principal de la
membrana, muchas de las funciones
biológicas de esta, dependen
principalmente de las proteínas.
• Transporte de membrana,
receptores, enzimas, etc.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MEMBRANA 
PLASMÁTICA
• Proteínas integrales de membrana.
• Se encuentran unidas a los lípidos, atraviesan la
bicapa lipídica, por esta razón se les llama proteínas
transmembranales.
• Algunas de sus funciones son:
• Forman canales que facilitan el paso de iones y
moléculas específicas a través de la membrana.
• Actúan como receptores en los procesos de
comunicación entre células y poseen actividades
enzimáticas.
• Fijan los filamentos del citoesqueleto a la membrana
celular.
• Son específicas.
• Reconocen por medio de receptores a antígenos y
células extrañas.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MEMBRANA 
PLASMÁTICA
• Proteínas periféricas de membrana.
• Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica y
están unidas débilmente a las cabezas polares de los
lípidos de la membrana o a proteínas integrales.
• Algunas de sus funciones son:
• Sirven como receptoras para moléculas mensajeras
(Hormonas).
• Confieren cierta identidad a la célula.
• Establecen uniones con los microfilamentos que
rodean la membrana.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MEMBRANA 
PLASMÁTICA
• Carbohidratos.
• Estas moléculas se encuentran ubicadas en su
mayor parte en la superficie externa de las
células.
• Por lo general son oligosacáridos que se unen a
los lípidos formando glucolípidos o al unirse a
las proteínas forman glucoproteínas.
• Esta cubierta de glúcidos constituye la cubierta
celular o glucocáliz.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MEMBRANA 
PLASMÁTICA
• Funciones del glucocálix.
• Presenta propiedades inmunitarias, participa en los
procesos de coagulación de la sangre y en las reacciones
inflamatorias; en los glóbulos rojos representan los
antígenos propios de los grupos sanguíneos del sistema
abo.
• Protege la superficie de las células de posibles lesiones.
• Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular,
particularmente importantes durante el desarrollo
embrionario y en los procesos de rechazo de injertos y
trasplantes.
• En los procesos de adhesión entre óvulos y
espermatozoides, éstos distinguen los óvulos de la
propia especie de los de especies diferentes.
MECANISMO DE TRANSPORTE DE MOLÉCULAS
• La bicapa lipídica actúa como
una barrera que separa dos
medios acuosos, el medio
donde vive la célula y el medio
interno celular.
• Las células requieren nutrientes
del exterior y deben eliminar
sustancias de desecho
procedentes del metabolismo.
• El transporte a través de la
membrana depende del
tamaño de las moléculas y se
divide en dos grandes grupos:
los de moléculas de bajo peso
molecular y los de moléculas de
elevado peso molecular.
MECANISMO DE 
TRANSPORTE DE 
MOLÉCULAS
• La bicapa lipídica actúa como una
barrera que separa dos medios
acuosos, el medio donde vive la
célula y el medio interno celular.
• Las células requieren nutrientes
del exterior y deben eliminar
sustancias de desecho procedentes
del metabolismo.
• El transporte a través de la
membrana depende del tamaño de
las moléculas y se divide en dos
grandes grupos: los de moléculas
de bajo peso molecular y los de
moléculas de elevado peso
molecular.
TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE BAJO PESO 
MOLECULAR
• Transporte pasivo.
• Es un proceso de difusión de
sustancias a través de la
membrana.
• Se produce siempre a favor
del gradiente de
concentración.
• Difusión simple y difusión
facilitada.
TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE BAJO PESO 
MOLECULAR
• Difusión simple.
• Es el paso de pequeñas moléculas a
favor del gradiente de concentración;
puede realizarse a través de la bicapa
lipídica.
• Es propio de las hormonas esteroides,
el éter y fármacos liposolubles;
también de sustancias apolares como
el oxígeno y nitrógeno.
• Algunas moléculas polares de muy
pequeño tamaño como el agua, el
dióxido de carbono, el etanol y
glicerina.
TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE BAJO PESO 
MOLECULAR
• Difusión simple.
• Ósmosis.
• Tipo de difusión donde
las moléculas de agua,
pasan a través de una
membrana
semipermeable desde
una región donde existe
una mayor concentración
de éstas moléculas, a otra
de menor concentración.
• Difusión simple.
• Ósmosis.
• Tipo de difusión donde las
moléculas de agua, pasan a
través de una membrana
semipermeable desde una
región donde existe una mayor
concentración de éstas
moléculas, a otra de menor
concentración.
TRANSPORTE DE 
MOLÉCULAS DE BAJO 
PESO MOLECULAR
TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE BAJO PESO 
MOLECULAR
• Difusión facilitada.
• Permite el transporte de
pequeñas moléculas polares.
• Requieren de proteínas
transmembranales que al
unirse a la molécula por
transportar, presentan un
cambio en su estructura que
arrastra a dicha molécula
hacia el interior de la célula.
• Transporte activo.
• En este tipo de transporte también
intervienen proteínas de membrana
transportadoras.
• Requieren de energía en forma de ATP
para poder transportar las moléculas al
otro lado de la membrana.
• La bomba de sodio y potasio (Na+/K+)
es un ejemplo de trasporte activo.
• Esta bomba requiere unan proteína
que bombea 3 iones de sodio (3Na+)
hacia el exterior de la membrana y 2
iones de potasio (2K+) hacia el interior.
TRANSPORTE DE MOLÉCULAS 
DE BAJO PESO MOLECULAR
TRANSPORTE DE 
MOLÉCULAS DE ALTO 
PESO MOLECULAR 
• Las moléculas grandes, partículas de
alimento e incluso células pequeñas,
también se mueven hacia el interior
y exterior de la célula.
• Se pueden mover mediante la
endocitosis y la exocitosis,mecanismos que requieren un gasto
directo de energía por parte de las
células.
• En los sistemas biológicos, se realizan
diversos mecanismos endocitóticos:
pinocitosis, fagocitosis y endocitosis
mediada por receptor.
TRANSPORTE DE 
MOLÉCULAS DE ALTO 
PESO MOLECULAR 
• Fagocitosis.
• Mecanismo endocitótico que siguen algunas células como 
los glóbulos blancos. 
• Durante el proceso de ingestión se genera un fagosoma. 
• Fusión del fagosoma con un lisosoma.
• Fagolisosoma. 
TRANSPORTE DE 
MOLÉCULAS DE ALTO 
PESO MOLECULAR 
• Pinocitosis.
• Mecanismo endocitótico en el que la célula capta moléculas disueltas.
• Durante el proceso de ingestión las moléculas quedan atrapadas en la 
superficie.
• Generan vacuolas que liberan su contenido al citoplasma. 
TRANSPORTE DE 
MOLÉCULAS DE ALTO 
PESO MOLECULAR 
• Endocitosis mediada por receptor.
• Mecanismo endocitótico en el que las moléculas se combinan con los 
receptores específicos de la membrana plasmática.
• Mecanismo principal.
• Selectiva.
TRANSPORTE DE 
MOLÉCULAS HACIA EL 
EXTERIOR
• El transporte de moléculas grandes hacia el exterior de la célula se lleva a
cabo mediante la exocitosis y la transcitosis.
• Exocitosis.
• Vesículas intracelulares se fusionan desde el lado interno de la
membrana plasmática y su contenido se libera al exterior.
• Constitutiva.
• Regulada.
TRANSPORTE DE 
MOLÉCULAS HACIA EL 
EXTERIOR
• Exocitosis.
• Vesículas intracelulares se
fusionan desde el lado
interno de la membrana
plasmática y su contenido
se libera al exterior.
• Constitutiva.
• Regulada.
TRANSPORTE DE 
MOLÉCULAS HACIA EL 
EXTERIOR
• Transcitosis.
• Conjunto de fenómenos que permiten a una sustancia atravesar todo el 
citoplasma celular de un polo a otro de la célula.
• Endocitosis mediada por receptor y exocitosis. 
ORGANELOS CELULARES
CITOPLASMA
• Todo lo que existe dentro de una
célula, se denomina citoplasma.
• El término citoplasma incluye el
citosol, citoesqueleto y todos los
organelos, a excepción del núcleo.
• Los organelos no flotan libremente en
el citosol, sino que están
interconectados y asociados por la red
compleja de filamentos proteínicos
que constituyen el citoesqueleto.
CITOSOL
• Solución semilíquida que está
compuesta de agua, así como de
moléculas inorgánicas (Ca2+, Na+, Cl-,
K+, etc.) y orgánicas (glucosa,
aminoácidos, proteínas, nucleótidos,
ARNt, ácidos grasos, etc.)
• Las proteínas constituyen del 20-30
% del peso del citosol.
• En este se encuentran suspendidos
diversos organelos.
EN EL CITOSOL LOS RIBOSOMAS SINTETIZAN 
PROTEÍNAS
• Solamente una parte de
las proteínas que se
sintetizan en los ribosomas
citosólicos permanece en
el citosol.
SISTEMA ENDOMEMBRANOSO
SISTEMA ENDOMEMBRANOSO
• Uno de los compartimentos más
voluminosos de la célula.
• Se encuentra integrado por varios
organelos.
• Retículo endoplasmático.
• Complejo de Golgi.
• Endosomas.
• Lisosomas.
• Trabajan en conjunto para sintetizar,
modificar, empaquetar y transportar
lípidos y proteínas.
RETICULO ENDOPLASMÁTICO
• Complejo laberinto de membranas internas
paralelas que envuelven al núcleo y se
extienden a muchas regiones del
citoplasma.
• Organización.
• Retículo endoplasmático rugoso.
• Retículo endoplasmático liso.
• Estos organelos difieren en estructura y
función, pero las membranas están
conectadas y sus espacios internos son
continuos.
RETICULO ENDOPLASMÁTICO LISO
• Regiones del RE que no tienen
ribosomas adheridos a su membrana,
por lo que presenta una apariencia lisa.
• Funciones.
• Las enzimas de las membranas del RE liso
catalizan la síntesis de muchos lípidos:
fosfolípidos, colesterol y hormonas.
• Degrada enzimáticamente el glucógeno
almacenado en el hígado.
• Almacena iones calcio y sintetiza
carbohidratos.
RETICULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO
• La rugosidad resulta de la presencia de ribosomas
adheridos, los cuales se observan como gránulos oscuros
sobre la superficie externa del RER.
• Las membranas del retículo endoplásmico rugoso son
continuas con la membrana externa de la envoltura
nuclear.
• Funciones.
• La síntesis y ensamblaje de proteínas.
COMPLEJO DE 
GOLGI
• Constituidos por una serie de sacos
membranosos (Cisternas).
• Presenta tres regiones definidas (Cis,
media y trans).
• Modifica, distribuye y empaqueta proteína
y lípidos ya sea por secreción o transporte
hacia otros organelos.
COMPLEJO DE 
GOLGI
• Constituidos por una serie de sacos
membranosos (Cisternas).
• Presenta tres regiones definidas (Cis,
media y trans).
• Modifica, distribuye y empaqueta proteína
y lípidos ya sea por secreción o transporte
hacia otros organelos.
ENDOSOMAS
• Organelos que se localizan funcionalmente entre el complejo de Golgi y la 
membrana plasmática.
• Vesículas relativamente
pequeñas.
• Reciben el material
ingresado por
endocitosis.
• Incorpora enzimas
hidrolíticas.
ENDOSOMAS
• Existen dos clases de
endosomas.
• Primarios.
• Secundarios.
LISOSOMAS 
• Organelos que completan la digestión de los materiales incorporados por endocitosis. 
• Se forman a partir de los endosomas secundarios.
• Conversión a lisosoma posterior a cambio de pH y activación de enzimas hidrolíticas.
MITOCONDRIAS
• Organelos que se
encuentran en todas las
líneas celulares.
• Central energética celular.
• Posee dos membranas:
• Externa.
• Interna.
• Espacio intermembranoso.
• Matriz mitocondrial.
FUNCIONES DE LAS MITOCONDRIAS
• La función principal es
generar ATP.
• Remoción de Ca+.
• Síntesis de aminoácidos.
• Síntesis de esteroides.
• Muerte celular.
ADN MITOCONDRIAL
• Pequeño cromosoma circular,
cerrado y de doble cadena.
• Material genético más estable frente
a fenómenos de degradación.
• Material genético heredable de la
madre.
• Codifica proteínas específicas de la
mitocondria.
APLICACIÓN DEL 
ADN MITOCONDRIAL
• Determinación de vínculos de filiación en
ausencia de progenitor.
• Investigación de identidad y sexo en
desastres masivos.
• Identificación en muestras degradadas.
• Estudios de migración poblacional.
PEROXISOMAS
• Organelos con forma
ovoide.
• Se encuentran en todas
las células (70-100).
• Contienen catalasa y
enzimas oxidativas.
• Descomposición de
H2O2 y oxidación de
sustratos.
• Detoxificación.
NUCLEO CELULAR 
NÚCLEO
• Organelo más voluminoso en las
células eucarióticas.
• Delimitado por una envoltura
nuclear formada por dos
membranas concéntricas.
• Las partes que integran al núcleo
celular son: envoltura nuclear,
nucleoplasma, nucléolos y material
genético (cromatina o
cromosomas).
NÚCLEO
• En el núcleo se encuentra el ADN genómico
o genoma de la célula.
• El genoma humano está incluido dentro de
dos organelos diferentes: el núcleo y la
mitocondria.
• El genoma contiene unos 25,000 genes,
codificados en el ADN, se encuentra
repartido en los cromosomas dentro del
núcleo de la célula, y comprende el
material genético tanto de origen paterno
como materno.
NUCLEOPLASMA
• Matriz semifluida del núcleo.
• Se encuentran el material genético
y los nucléolos.
• Se encuentra organizado por la
lamina nuclear (red de filamentos
intermedios).
NUCLEÓLO
• Región oscura de la cromatina,
donde el ARN ribosomal es
sintetizado y la subunidades de los
ribosomas son ensambladas.
• La mayoría de los núcleos poseen
uno o más.
CROMATINA 
• Complejo organizado y
formado por ADN y proteínas.
• Justo antes de la división
celular, las hebras de
cromatina se empaquetan
dentro del núcleo para formar
los cromosomas.
• Cada cromosoma está formado por un
par de cromátidas hermanas que
contienen secuencias de ADN de
cadena doble idénticas.
• Región angosta denominada
centrómero.
• Unido a cada centrómero, se localiza el 
cinetocoro, un complejo 
multiproteínico al cual se pueden unir 
los microtúbulos.
CROMOSOMAS 
EMPAQUETAMIENTO DEL ADN 
• Proteínas conocidas como histonas facilitan el
empaquetamiento del cromosoma.
• Las histonas cargadas positivamente se asocian al ADN que
tiene carga negativa a causa desus grupos fosfato, para
formar unas estructuras denominadas nucleosomas.
EL CICLO CELULAR
INTRODUCCIÓN
• La célula se rige por mecanismos
de regulación relacionados a:
• Crecimiento.
• Multiplicación.
• Diferenciación.
• Fallas en los mecanismos puede
llevar a:
• Apoptosis.
• Cáncer.
INTRODUCCIÓN 
• Las etapas por las que una célula
debe pasar entre una división y otra
se conoce con el nombre de ciclo
celular.
• Bajo condiciones óptimas de
nutrición, temperatura y pH, la
duración del ciclo celular eucarionte
es constante para cada tipo celular.
• El tiempo que dura un ciclo celular
varía entre especies y entre distintos
tejidos de la misma especie.
INTRODUCCIÓN 
• El ciclo celular consta de dos fases
principales: la interfase y la fase M.
• La interfase es la etapa en la que
la célula no se divide y pasa la
mayor parte de su vida.
• La fase M consta de dos procesos
principales: la mitosis (división
celular) y la citocinesis (división
del citoplasma).
MITOSIS VS MEIOSIS
MITOSIS
• Somática: Se realiza en células corporales.
• Homotípica: Las células hijas y la célula madre 
son iguales. 
• Ecuacional: Las células hijas (2n) poseen la 
misma cantidad de cromosomas que la célula madre.
• Hijas diploides: 46 cromosomas.
MEIOSIS
• Gonídica: Se realiza en las gónadas. 
• Heterotípica: Las células hijas y la célula madre 
son diferentes. 
• Reduccional: Cada célula hija (n)tiene la mitad 
de la cantidad total de cromosomas de la célula madre. 
• Hijas haploides: 23 cromosomas.
INTERFASE
• Una célula que es capaz de
dividirse, es muy activa durante la
interfase, ya que sintetiza las
moléculas necesarias (proteínas,
lípidos y otras moléculas de
importancia biológica) y crece.
• Durante la interfase se lleva a
cabo el crecimiento celular ya que
la célula duplica todos sus
organelos y moléculas.
• Está integrada por fase G1, fase S
y fase G2.
INTERFASE: G1
• Es el tiempo que transcurre
entre el final de la mitosis y el
principio de la fase S.
• Esta fase es típicamente la más
larga y en ella se realiza el
crecimiento y el metabolismo
normal de la célula.
G1: REGULACIÓN 
DEL CICLO
G1: REGULACIÓN DEL CICLO
INTERFASE: S
• Es la fase de duplicación de ADN y
de la síntesis de histonas para que la
célula pueda tener copias duplicadas
de sus cromosomas.
S: REGULACIÓN DEL CICLO
INTERFASE: G2
• Aumento en la síntesis de proteínas 
al mismo tiempo que se realizan los 
pasos finales de preparación de la 
célula para la división.
G2: REGULACIÓN DEL CICLO
FASE M
• La fase M consta de dos procesos 
principales que son la mitosis y la 
citocinesis.
MITOSIS
• Proceso altamente organizado que
permite que una célula progenitora
transmita una copia de cada
cromosoma a cada una de sus células
hijas, es decir, los dos nuevos núcleos
reciben el mismo número y tipo de
cromosomas característicos del núcleo
original.
• Se divide en cinco etapas: profase,
prometafase, metafase, anafase y
telofase.
PROFASE Y 
PROMETAFASE
• Inicia con la formación de los cromosomas.
• Comienzan a desaparecer los nucleolos y la membrana nuclear se fragmenta 
(profase temprana y tardía).
• Duplicación de los centriolos.
• Migración de los centriolos hacia los polos de la célula. 
• Formación del huso mitótico.
• Unión de los cromosomas al huso mitótico por el centrómero.
METAFASE
• Fase breve en la que todos los cromosomas
se encuentran situados en la parte media de
la célula, formando la placa ecuatorial o
metafásica.
ANAFASE
• Empieza a medida que se separan las cromátidas
hermanas.
• Son arrastradas por los microtúbulos cinetocóricos.
• Separación polar.
• Termina cuando llegan las cromátidas a los polos.
TELOFASE
• Esta fase se caracteriza por el retorno a las
condiciones de la interfase, es decir, los cromosomas
se descondensan mediante desenrrollamiento y ya no
se llamarían cromosomas sino nuevamente cromatina
(hebras delgadas y largas).
• Se forma una nueva envoltura nuclear alrededor de
cada cromatina, dando origen a dos nuevos núcleos.
CITOCINESIS 
• Durante este proceso, el citoplasma de
la célula y los organelos que contiene
se divide en dos fracciones que darán
lugar a dos nuevas células.
• Tiene lugar en conjunto con la
telofase.
• Diferencias en células animales y
vegetales.
• Células animales:
• Anillo contráctil en la placa
ecuatorial.
• Surco de segmentación.
APOPTOSIS
• Para que un organismo multicelular se desarrolle y se mantenga con eficiencia no
solo es esencial la producción de nuevas células, sino también un proceso de muerte
celular programado genéticamente, llamado apoptosis.
• Una célula puede morir por accidente debido a un daño o lesión, o bien, estar
programada para morir por apoptosis.
• La mayoría de las células fabrican las proteínas que causarán su propia destrucción
(caspasas).
BASES 
MOLECULARES 
DEL CANCER
INTRODUCCIÓN
• El cáncer, neoplasia o tumor puede considerarse
una enfermedad genética, que se desarrolla en
organismos superiores, en la mayoría de los
tejidos y en todo tipo de células.
• Cada cáncer es una situación distinta con
peculiaridades dependientes del tipo de célula
donde se origina, etiología, su mecanismo, el
grado de malignidad y otros factores.
CONCEPTO
• Bajo el nombre de cáncer se engloba
al conjunto de enfermedades que
tienen en común un crecimiento
celular desordenado (tumor) y una
colonización tisular (metástasis), todo
ello determinado por una mutación
inicial seguida de la acumulación de
mutaciones sucesivas.
CARACTERÍSTICAS 
DEL CÁNCER
• Alteración de 7
procesos internos de
las células.
• Interacción anormal
con el entorno tisular.
TIPOS DE CÁNCER 
• El cáncer se puede producir
por la proliferación
anormal de cualquiera de
las diferentes líneas
celulares.
• Existen más de 200 tipos.
• Diferencias en comportamiento y respuesta al tratamiento.
• Patología del cáncer:
• Tumor benigno.
• Tumor maligno.
TUMOR BENIGNO
• Proliferación anormal celular que
permanece confinado en su
localización original, sin invadir el
tejido sano adyacente ni propagarse
a lugares distantes del cuerpo.
• Ejemplos:
• Papiloma.
• Adenoma.
• Lipoma.
• Mioma.
TUMOR MALIGNO
• Proliferación anormal celular que es
capaz de invadir el tejido normal
adyacente y de propagarse por el
cuerpo mediante los sistemas
circulatorio o linfático.
• Se les denomina propiamente
cánceres.
CLASIFICACIÓN
• Sitio de origen.
• Tipos de tejido.
• Carcinoma.
• Sarcoma.
• Mieloma.
• Leucemia.
• Linfoma.
• Gliomas.
• Teratomas.
• Melanomas.
EL CÁNCER COMO ENFERMEDAD GENÉTICA
• La participación de los genes en la
carcinogénesis puede seguir dos tipos de
mecanismo.
• Cambios epigenéticos.
• Cambios genéticos inducidos por
mutaciones (la mayoría).
GENÉTICA 
DEL CÁNCER 
• Todas las células en división
tienen el potencial de cambiar
su composición genética y crecer
hasta formar un tumor maligno.
• Esto sólo ocurre en cerca de un
tercio de la población humana
durante toda su vida.
• Se requiere más de una sola
alteración genética.
• Mutaciones de la línea germinal.
• Mutaciones somáticas.
CARCINOGÉNESIS
• Las mutaciones del genoma responsables de la
enfermedad son producidos por agentes
cancerígenos, de muy variada naturaleza.
CARCINOGÉNESIS
• Las mutaciones del
genoma responsables de
la enfermedad son
producidos por agentes
cancerígenos, de muy
variada naturaleza.
MUTACIONES CONOCIDAS
• Son bien conocidas como causas
de cáncer las mutaciones que
afectan esencialmente a genes de
dos tipos:
• Protooncogenes.
• Genes supresores de tumores.
• Estos genes codifican productos
proteicos que regulan la
proliferación celular, la apoptosis o
la senescencia celular.
Se han identificado alrededor de 155 de ellos, 84
oncogenes, 55 genes supresores tumorales y 16 genes
con ambas actividades.
MUTACIONES DE PROTOONCOGENES
• Se le denomina oncogén a la
forma mutada de un gen
normal o protooncogén.
• Tipos de protooncogenes.
• Factores estimuladores del
crecimientocelular.
• Receptores de factores de
crecimiento o de hormonas.
• Factores de transcripción.
• Factores de activación directa
del ciclo celular.
• Factores de la inhibición de la
apoptosis.
GENES ONCOSUPRESORES
• Actúan como frenos celulares, codifican proteínas que restringen el crecimiento celular y
previenen la transformación maligna de las células.
• Al igual que los protooncogenes, los genes supresores codifican proteínas que actúan en
distintos puntos de las rutas de señalización, del control del ciclo celular y de la apoptosis.
MUTACIONES DE GENES ONCOSUPRESORES
• Se trata de genes que causan
cáncer como consecuencia de
una mutación experimental
para la forma normal llamada
gen oncosupresor, supresor de
tumores o antioncogén.
MUTACIONES DE GENES ONCOSUPRESORES
• Se trata de genes que causan
cáncer como consecuencia de
una mutación experimental
para la forma normal llamada
gen oncosupresor, supresor de
tumores o antioncogén.
• Al igual que los
protooncogenes, los genes
supresores codifican proteínas
que actúan en distintos puntos
de las rutas de señalización, del
control del ciclo celular y de la
apoptosis.
ETAPAS CARACTERÍSTICAS EN 
EL DESARROLLO DEL CÁNCER
• El cáncer una vez originado, se
manifiesta de forma variable según las
circunstancias, el tipo de cáncer, la edad
del individuo, etc.
• El desarrollo suele agruparse en tres
fases:
• Formación del tumor primario benigno.
• Progresión in situ.
• Invasión y aparición de metástasis o tumor
maligno.
NUEVAS 
ESTRATEGIAS 
PARA 
COMBATIR EL 
CÁNCER 
• Métodos tradicionales:
• Resección, quimioterapia y 
radiación. 
NUEVAS ESTRATEGIAS PARA COMBATIR EL CÁNCER 
• Tratamientos dirigidos.
• Terapias que dependen de anticuerpos o células inmunitarias para atacar a las células tumorales.
• Terapias que inhiben la actividad de las proteínas promotoras del cáncer.
• Terapias que previenen el crecimiento de vasos sanguíneos que nutren al tumor.
INTERACCIONES 
CELULARES
INTRODUCCIÓN
• Aunque la membrana
plasmática constituye un
límite entre una célula
viva y su ambiente no
vivo, los materiales
presentes fuera de la
membrana plasmática
tienen una función
importante en la vida de
una célula.
EL ESPACIO 
EXTRACELULAR 
MATRIZ 
EXTRACELULAR
• Red organizada de materiales extracelulares que se encuentra más
allá de la proximidad inmediata de la membrana plasmática.
• Mantiene las células unidas.
• Los principales componentes de las matrices extracelulares incluyen
colágenas, proteoglucanos y diversas proteínas, como la fibronectina
y laminina.
MATRIZ 
EXTRACELULAR
• Colágena y elastina.
• Proteínas fibrosas muy abundantes que dan a la matriz extracelular la capacidad
para resistir las fuerzas de tracción.
• Constituyen la arquitectura de la matriz extracelular.
• Elastina, proporciona la flexibilidad al tejido.
MATRIZ 
EXTRACELULAR
• Proteoglucanos.
• Proteínas y glucosaminoglucanos y sirven como material de empaque amorfo
que llena el espacio extracelular.
• Se encargan de que la matriz extracelular sea un gel hidratado, lo que permite
a los tejidos soportar las fuerzas compresivas.
• Contribuyen a la adhesividad celular.
MATRIZ 
EXTRACELULAR
• Fibronectina.
• Establecen uniones entre moléculas de la matriz extracelular y entre
moléculas de las células con la matriz extracelular.
MATRIZ 
EXTRACELULAR
• Laminina.
• Proteínas que constituye la matriz extracelular de la membrana basal de los
tejidos.
• Proporciona un soporte de unión entre las células de los tejidos conjuntivos,
de modo que funcionan en la cohesión y compactación de estos.
INTERACCIONES
• La comunicación dinámica entre el
medio intra y extracelular mediante la
activación de numerosas vías de
transducción de señales, puede
influenciar el comportamiento celular,
tanto por el control de la expresión
genética, como por cascadas de
señalización postransduccionales,
regulando así el desarrollo, migración,
diferenciación, forma y función,
además de provocar cambios en la
adhesión celular.
INTERACCIONES
• Envejecimiento de la piel.
• Asociado a la destrucción de los
componentes de la matriz extracelular, en
particular, a fibras de colágena.
• Se presenta una disminución en la síntesis
por los fibroblastos senescentes y la
activación de endopeptidasas, responsables
de la degradación de las proteínas de matriz
extracelular, en la que se incluyen todos los
tipos de colágena, elastina y proteoglicanos.
MATRIZ EXTRACELULAR E 
INGENIERÍA DE TEJIDOS
• La ingeniería tisular tiene como objetivo la
reparación y formación de tejido, por
medio de la utilización de andamios
(soporte) sobre los cuales puedan crecer
las células, promoviendo tanto la
reparación como la formación de nuevo.
• Implantes de colágena.
METABOLISMO CELULAR
• El metabolismo incluye todas
las reacciones químicas que
se realizan en el interior de las
células para producir
sustancias y degradarlas.
• Catabolismo.
• Anabolismo.
CATABOLISMO VS ANABOLISMO
PROCESOS CATABÓLICOS
• Respiración celular.
• Proceso mediante el
cual las células
producen energía a
partir del catabolismo
de biomoléculas como
la glucosa, los ácidos
grasos y proteínas.
PROCESOS CATABÓLICOS
• Respiración celular.
• Lo más importante de la
respiración aerobia es la
producción de energía que se
realiza en presencia de oxígeno
molecular.
• Etapas de la respiración celular.
• Glicólisis.
• El ciclo de Krebs.
• Cadena transportadora de
electrones.
PROCESOS CATABÓLICOS
• Glucólisis.
• En esta primera etapa de la
respiración celular, que se efectúa
en el citoplasma, una molécula de
glucosa se divide por la mitad y
produce dos moléculas de ácido
pirúvico.
• En presencia de oxígeno, la
glucólisis conduce a otros dos
procesos, el ciclo del ácido cítrico y
el transporte de electrones.
PROCESOS 
CATABÓLICOS
• Ciclo de krebs.
PROCESOS 
CATABÓLICOS
• Cadena transportadora de
electrones.
• El ciclo de Krebs genera electrones de
alta energía que pasan a NADH y
FADH2.
• Transporte de electrones.
• Movimiento de los iones hidrógeno.
• Producción de ATP.
CONCEPTO: FERMENTACIÓN 
▪ La fermentación se puede definir
como el proceso bioquímico que
tiene lugar cuando los
microorganismos presentes o
adicionados en un alimento usan
como sustratos orgánicos para sus
procesos metabólicos específicos
alguna de las estructuras que
integran la composición química de
ese alimento.
OXIDACIONES-
REDUCCIONES.
SUSTRATOS ENERGÍA
CONCEPTO: FERMENTACIÓN 
▪ La fermentación se puede definir
como el proceso bioquímico que tiene
lugar cuando los microorganismos
presentes o adicionados en un
alimento usan como sustratos
orgánicos para sus procesos
metabólicos específicos alguna de las
estructuras que integran la
composición química de ese alimento.
OXIDACIONES-
REDUCCIONES.
SUSTRATOS ENERGÍA
MATERIA PRIMA VS CONDICIONES 
▪ Un mismo microorganismo sigue diferentes
rutas bioquímicas dependiendo de las
condiciones de fermentación; por ejemplo,
con poca disponibilidad de oxígeno las
levaduras convierten los azúcares en etanol y
poco CO2 y que es adecuado para bebidas
alcohólicas, mientras que con aireación
producen más gas y menos alcohol,
principio básico de la panificación.
CITOESQUELETO
• Armazón formado por una
densa red de fibras de
proteínas que proporciona a
las células resistencia
mecánica y soporte
importante para mantener la
forma, capacidad para
moverse, transportar
materiales dentro de la célula
y el movimiento de organelos.
• Sistema esquelético celular.
CITOESQUELETO: FILAMENTOS DE ACTINA 
• Microfilamentos.
• Bastones helicoidales sólidos constituidos principalmente por una proteína globular llamada actina.
• Participan en el cambio de forma y movimiento celular.
• En sí no pueden contraerse, pero pueden generar movimiento ensamblándose (agregando
subunidades) y desensamblándose (perdiendo subunidades) rápidamente.
CITOESQUELETO: FILAMENTOS INTERMEDIOS
• Tienen una medida intermedia entre los filamentos de actina y los microtúbulos.
• Polipéptidosfibrosos, tienen forma de mecate, pero cada tipo de filamento es específico para cada
tejido.
• Funcionan principalmente como bastones de refuerzo para resistir la tensión, pero también ayudan a
fijar ciertos organelos.
CITOESQUELETO: MICROTÚBULOS
• Son los componentes de mayor tamaño del citoesqueleto.
• Están constituidos por dos proteínas globulares que son
similares: alfa(α) tubulina y beta(β) tubulina.
• Estas proteínas se combinan para formar un dímero.
• Ensamble y desensamble.
• Actúan como rieles para el movimiento de los organelos.
• Guían el movimiento de los cromosomas cuando las
células se dividen.
• Guían a las vesículas de transporte desde el aparato de
Golgi hasta la membrana plasmática.
• Ayudan a mantener la forma de la célula, participan en el
movimiento celular y facilitan el transporte de materiales
dentro de la célula.
MECANISMOS GENÉTICOS BÁSICOS
EL FLUJO DE LA 
INFORMACIÓN 
GENÉTICA
• En los seres vivos, la
información almacenada
en el ADN sirve para la
síntesis de proteínas
específicas, existiendo un
flujo de información que
va desde las secuencias
codificadoras del ADN a
las de las proteínas.
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS PROCESOS 
DE SÍNTESIS DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
• Los procesos mayoritarios de
síntesis de los ácidos nucleicos son
la replicación y la transcripción,
aunque otros procesos como la
recombinación o reparación del
ADN, requieren la unión o síntesis
de pequeños fragmentos de ADN.
• En todos ellos se necesita la
presencia previa del ácido nucleico
que actúa como molde.
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS PROCESOS DE 
SÍNTESIS DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
• La replicación es un proceso previo
a la división celular, por el que las
moléculas del ADN de una célula se
duplican para formar nuevas
moléculas.
• La transcripción es un proceso de
síntesis de moléculas de ARN, que
consiste en la copia de la secuencia
de una de las dos cadenas de una
porción concreta del ADN.
REPLICACIÓN DE 
ADN
• La replicación siempre comienza
en puntos de la molécula de ADN
con secuencias características
(orígenes de la replicación).
REPLICACIÓN DE 
ADN: COMPLEJO 
DE INICIACIÓN
• Helicasa.
• Proteínas de unión a hebra
sencilla.
• Topoisomerasas.
• Primasa/ DNA polimerasa.
• DNA ligasa.
REPLICACIÓN DE 
ADN: ELONGACIÓN
• 2 DNA polimerasas.
• Síntesis en tiempo y una 
síntesis retardada.
• Fragmentos de Okazaki.
• Dirección de elongación 
de 5´ a 3´ .
TRANSCRIPCIÓN
• Proceso de síntesis de ARN a
partir de cuatro
ribonucleósidos trifosfato (ATP,
GTP, CTP y UTP) y de ADN, que
actúa como molde.
• El resultado global de la
transcripción es la síntesis de
los diferentes tipos de
moléculas de ARN celulares
(ARNr, ARNt, ARNm, etc.).
TRANSCRIPCIÓN: CARACTERÍSTICAS
• Hebra molde.
• Antisentido.
• No codificante.
• En dirección 3´ a 5´
• Enzimas.
TRANSCRIPCIÓN
• Promotor (caja TATA).
• Unión de los factores de
transcripción.
• De la región promotor en
adelante, es la secuencia para la
codificación de diferentes RNAs.
• ARN polimerasa II.
• Ribonucleosidos trifosfato (ATP,
GTP, CTP y UTP).
• Región de terminación.
TRANSCRIPCIÓN
• Promotor (caja TATA).
• Unión de los factores de
transcripción.
• De la región promotor en
adelante, es la secuencia para la
codificación de diferentes RNAs.
• ARN polimerasa II.
• Ribonucleosidos trifosfato (ATP,
GTP, CTP y UTP).
• Región de terminación.
TRANSCRIPCIÓN
• Promotor (caja TATA).
• Unión de los factores de
transcripción.
• De la región promotor en
adelante, es la secuencia para la
codificación de diferentes RNAs.
• ARN polimerasa II.
• Ribonucleosidos trifosfato (ATP,
GTP, CTP y UTP).
• Región de terminación.
TRADUCCIÓN: 
BIOSÍNTESIS DE LAS 
PROTEÍNAS
• La síntesis de las proteínas, o
traducción, es una etapa
importante dentro del proceso
global de la expresión génica, ya
que permite, en último término,
que la información genética
almacenada en las moléculas de
los ácidos nucleicos se plasme en
forma de proteínas.
TRADUCCIÓN
• Cadena de RNAm.
• Ribosomas (subunidad
mayor y menor).
• RNA de transferencia.
• Aminoácidos.
TRADUCCIÓN: ETAPAS
• Activación de los
aminoácidos.
• Iniciación.
• Elongación.
• Terminación de la cadena
polipeptídica.
TRADUCCIÓN: ETAPAS
• Activación de los
aminoácidos.
• Iniciación.
• Elongación.
• Terminación de la cadena
polipeptídica.
TRADUCCIÓN: ETAPAS
• Activación de los aminoácidos.
• Iniciación.
• Elongación.
• Terminación de la cadena polipeptídica.
TRADUCCIÓN: ETAPAS
• Activación de los aminoácidos.
• Iniciación.
• Elongación.
• Terminación de la cadena polipeptídica.
TRADUCCIÓN: ETAPAS
• Activación de los
aminoácidos.
• Iniciación.
• Elongación.
• Terminación de la
cadena polipeptídica.