ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 2

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ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 2
Instrucciones.
Con relación a la célula contesta de manera individual las siguientes preguntas.
a) Describe las características estructurales de una célula vegetal y de una célula
animal. Incluye imágenes.
b) ¿Los 2 procesos de importancia homeostática de la célula son?,
c) Transporte y metabolismo (tipos, importancia y 2 ejemplos de cada uno)
a)
Estructuras celulares que limitan la célula vegetal
En general las células vegetales cuentan con pared celular, una lámina media, muchas veces plasmodesmas, y una membrana celular característica de las células eucariotas. Dichas capas formadas alrededor de la matriz celular, permiten a la célula vegetal tener un control del medio interno, regular el paso de compuestos al interior de la célula (citoplasma), soportar el estrés mecánico y asociarse a otras células. Así todas estas estructuras forman un conjunto de características celulares, cada estructura tiene una funcionalidad y especificidad.
Pared celular
La pared celular es una estructura que se ubica en la periferia de la célula vegetal y se compone de fibras de celulosa, que se pueden biosintetizar paralelamente entre ellas en procesos de elongación celular. Así mismo, la funcionalidad principal de la pared es soportar el estrés mecánico, generado por procesos osmóticos y la presión hidrostática al interior celular. Además, una característica evolutiva de la pared celular es proveer una barrera física en contra de organismos patógenos que busquen penetrar la célula.
Plasmodesmos
Los plasmodesmos son estructuras de conexión intercelular, estas penetran hasta la membrana celular y permiten transportar sustancias como agua, metabolitos y macromoléculas, desde el citoplasma de una célula al de otra que se encuentra adyacentemente interconectada.
Lámina media
La lámina media es una estructura que se encuentra entre dos células vegetales y se forma por una matriz viscosa en la que predomina el calcio como agente cementante, para mantener la cercanía entre las paredes de las dos células.
Membrana celular
En botánica y fisiología vegetal, se considera muchas veces a la membrana como la estructura encargada de delimitar el protoplasto, conocido como la estructura viviente de una célula vegetal, ya que, la pared es conocida como la estructura no viviente de dichas células. Por lo tanto, una célula vegetal sin pared es considerada un protoplasto y todo el contenido celular delimitado por la membrana es un protoplasto. La membrana, es una estructura fluida compuesta principalmente por fosfolípidos, esta, permite el paso de compuestos al interior del citoplasma y se regula por proteínas intermembranales. Además, la membrana delimita todas las organelas, estructuras dotadas de membrana y especializadas para los procesos metabólicos, homeostasis, regulación y expresión genética.
Estructuras de funcionamiento interno de la célula vegetal
En cuanto a las estructuras interiores o maquinaria celular de la célula vegetal, no existen grandes diferencias en comparación con otras células eucariotas especializadas. Sin embargo, las diferencias radican en la presencia del cloroplasto y vacuola. El cloroplasto, es una estructura propia de las células vegetales y que permite absorber la luz para utilizarla como energía dentro de los procesos anabólicos celulares. Así mismo, la vacuola, está encargada de mantener algunas sustancias de desecho, moléculas proteicas como enzimas y la cantidad de agua celular que mantiene la tención mecánica de la célula.
Citoplasma
El citoplasma es una cámara ubicada al interior celular, cubierta por la membrana celular. Alberga todas las organelas necesarias para el funcionamiento celular y el núcleo contenedor de la información genética propia de la célula vegetal. La sustancia viscosa, embebida en el citoplasma y donde permanecen las organelas, es llamada hialoplasma, este, se compone principalmente de agua y moléculas propias del momento metabólico celular.
Núcleo
El núcleo es una de las estructuras más grandes en el interior celular y está rodeado por una membrana. La función principal es contener la información genética de la célula vegetal en pequeñas estructuras llamadas nucléolos. Cada núcleo puede contener hasta cuatro nucléolos, que es donde se produce el ARN que posteriormente será traducido a proteínas específicas para el funcionamiento celular.
Cloroplasto
El cloroplasto es una estructura propia de organismos fotosintéticos, indispensable en la producción energética de la célula vegetal. Morfológicamente, se presentan en forma de sacos, contenedores de discos o pilas de tilacoides que cuentan con la clorofila. La clorofila, es el pigmento encargado de absorber los fotones del haz de luz para la utilización de los electrones y protones en las vías metabólicas. Los tilacoides se apilan densamente y se les tiende a denominar a dichas agrupaciones granas.
Mitocondria
Organela encargada de la producción energética a nivel celular (ATP), allí es donde se utilizan los carbohidratos y lípidos para obtener energía útil. En conjunto con los cloroplastos, son los encargados de proveer energía a la célula vegetal. El cloroplasto inicia la formación de carbohidratos y lípidos a partir del poder reductor de la luz, y el CO2 y la mitocondria, degrada dichos productos para generar energía útil como ATP.
Retículo endoplasmático
El Retículo endoplasmático es un compartimento asociado directamente al núcleo y que posee ribosomas dispuestos en la membrana. Los ribosomas son los encargados de sintetizar la proteína específica, pero la maduración de la misma tiene lugar dentro del retículo endoplasmático, en dónde madura y adquiere funcionalidad por procesos de plegamiento, confiriéndole un nivel estructural específico a la misma (estructura terciaria o cuaternaria).
Aparato de Golgi
El aparato de Golgi se compone por dictiosomas, los cuales son pequeñas vesículas encargadas de marcar y direccionar las proteínas a diferentes regiones de la célula. Generalmente, se glicosilan proteínas, sin embargo, se pueden glicosilar lípidos y adherir átomos a diferentes moléculas para inducir una direccionalidad a organelas degradadoras específicas como los lisosomas.
Estructura de la célula animal
Membrana plasmática: Esta se puede ver como un tipo de recubrimiento que se encuentra a todo lo largo del borde de la célula, esto con el fin de separar a la misma y sus componentes del medio exterior.
Citoplasma:
Es el compuesto que ayuda a que el material genético que se encuentra en el núcleo, sea separado de la membrana pasantica, es decir, que sirve como un guardaespaldas para proteger al núcleo.
Partes del citoplasma.
Ventrículo endoplasmático liso y rugoso: Estos son distintos tipos de componentes del citoplasma y poseen dos funciones, el liso limpia de lípidos a la célula y el rugoso se encarga de crear proteínas para ser transportadas a la misma.
Centriolos: Son componentes celulares que ayudan a que se puedan transportar distintos tipos de orgánulos a lo largo de todo lo que posee la membrana plasmática de la célula.
Centrosomas: Estos son precisamente los encargados de transportar a los microtúbulos por la célula animal.
Lisosomas: Estos son los médicos de la célula, ya que poseen la especialidad de curar enfermados y eliminarlas de la misma.
Mitocondrias:
Son los encargados de convertir los nutrientes de la célula en energía, de modo tal que funciona como un motor.
Aparato de Golgi: Es quien suministra y modifica las proteínas de la célula en la membrana plasmática.
Otras partes de la célula.
Núcleo:
Este es sin duda alguna el más importante de toda la célula, debió a que este al ser el centro de la célula, es donde se encuentra lo que es el material genético del ser vivo.
El mismo posee una membrana que lo que hace es separar el resto de la célula o del componente de la membrana plasmática al núcleo, para que no se dañe o tenga aun conflicto el material genético.
Pero también posee lo que es la cromatina, que es simplemente un líquido que contienetodas las proteínas del ARN y el ADN, y luego esta lo que es el nucléolo que es el que transcribe los mensajes enviados por el ARN.
b)
1. Retroalimentación negativa
Los sistemas corporales controlados homeostáticamente son mantenidos por asas de retroalimentación negativa en un intervalo pequeño alrededor de un valor de referencia, y cualquier cambio o desviación de esos valores normales es contrarrestada. Las desviaciones inician respuestas que llevan la función del órgano de regreso a un valor dentro del intervalo normal.
Las tasas de retroalimentación negativa requieren un receptor, un control central y un efector. El receptor es la estructura que mide las condiciones internas, como los receptores en los vasos sanguíneos del cuerpo humano que miden el pH de la sangre. En la mayor parte de los mecanismos homeostáticos el centro de control es el cerebro, que cuando recibe información sobre una desviación en las condiciones internas del cuerpo, manda señales para producir cambios que corrijan esa desviación y lleven las condiciones internas de regreso al intervalo normal. Los efectores son músculos, órganos y otras estructuras, que cuando reciben señales del cerebro u otro centro de control, cambian su función para corregir la desviación.
El problema de la retroalimentación negativa puede ser entendido más fácilmente comparándolo con la temperatura en una casa, que es medida con un sensor y controlada por medio de un termostato. Entonces, cuando afuera de la casa hace frío, este entra por las paredes bajando la temperatura interna de la casa y cuando baja del punto fijado por el termostato, este prende un calentador mientras continúa midiendo la temperatura conforme sube, de manera que cuando alcanza la temperatura deseada, apaga el calentador.
Otro ejemplo de retroalimentación negativa es la regulación de la presión sanguínea. Cuando los receptores que detectan la presión en la pared de los vasos sanguíneos detectan un aumento, mandan un mensaje al cerebro, que a su vez manda mensajes a los efectores, el corazón y los vasos sanguíneos. Como resultado, la frecuencia del corazón disminuye y los vasos sanguíneos aumentan su diámetro, lo que hace que la presión sanguínea caiga a un valor dentro del intervalo alrededor del valor de referencia. Lo mismo ocurre si la presión sanguínea disminuye, ya que los receptores mandan un mensaje al cerebro, que hace que la frecuencia del corazón aumente y los vasos sanguíneos disminuyan en diámetro.
La presión sanguínea normalmente aumenta durante el ejercicio y esto es una respuesta del cuerpo al aumento en la demanda de oxígeno por los tejidos musculares. Cuando los músculos requieren más oxígeno, el cuerpo responde aumentando la presión arterial y por tanto el flujo sanguíneo a estos tejidos. Este aumento es necesario para cubrir la demanda de oxígeno por los músculos.
En una forma similar, cuando una persona está hambrienta, el intervalo de referencia de la intensidad metabólica puede revalorarse abajo del normal. Esta baja en la intensidad metabólica es un intento del cuerpo por detener las lesiones debidas a la falta de alimentación y mantenerse funcionando a un nivel metabólico más bajo. Por ello, algunas personas que dejan de comer periódicamente en un intento por perder peso, encuentran que después de una baja inicial de peso se hace difícil perder más, lo que ocurre debido a la baja en el valor de referencia, ya que el ejercicio puede aumentar las demandas metabólicas para contrarrestar algunos de esos efectos.
2. Retroalimentación Positiva
La retroalimentación positiva es lo contrario a la retroalimentación negativa, o sea, un proceso por el que el cuerpo detecta un cambio y activa mecanismos que aceleran ese cambio. Esto también puede ayudar a la homeostasis, pero en muchos casos produce los efectos opuestos y pone en peligro la vida.
Un ejemplo de un efecto benéfico de la retroalimentación positiva es la coagulación de la sangre, ya que parte de su vía metabólica es la producción de una enzima llamada trombina, que forma la matriz del coágulo, pero también acelera la producción de más trombina. Esto es, tiene un efecto autocatalítico o autoacelerador, de manera que el proceso de coagulación se va haciendo cada vez más rápido hasta que, idealmente, la hemorragia se detiene. Así, la retroalimentación positiva es parte de un asa de retroalimentación negativa que es activada por el sangrado y finalmente lo detiene.
Otro ejemplo de retroalimentación positiva ocurre durante el parto, cuando el feto a término casi no deja espacio dentro del útero (Figura 2). Entonces la cabeza hace presión sobre el cuello del útero (cérvix), pero el cuerpo de la mujer no responde tratando de eliminar la presión, sino que el cerebro estimula la producción de la hormona oxitocina, la que hace que el útero se contraiga para empujar el feto a salir. En este ejemplo se muestra que una retroalimentación positiva permite un nacimiento relativamente rápido, ya que los nacimientos lentos son muy estresantes para el feto y la madre.
Otro ejemplo más se ve en la digestión de las proteínas, donde la presencia de una proteína parcialmente digerida en el estómago estimula la secreción de ácido clorhídrico y pepsina, la enzima que digiere la proteína. Así, una vez que empieza la digestión, esta se convierte en un proceso auto-acelerado.
c) 
TIPOS DE TRANSPORTE CELULAR
El transporte celular implica el tráfico y desplazamiento de moléculas entre el interior y el exterior de las células. El intercambio de moléculas entre estos compartimentos es un fenómeno imprescindible para el funcionamiento correcto del organismo, y media una serie de eventos, como el potencial de membrana.
Las membranas biológicas no solo se encargan de delimitar a la célula, también juegan un papel indispensable en el tráfico de sustancias. Cuentan con una serie de proteínas que atraviesan la estructura y, de manera muy selectiva, permiten o no el ingreso de ciertas moléculas.
El transporte celular se clasifica en dos tipos principales, dependiendo si el sistema utiliza o no energía de manera directa.
El transporte pasivo no requiere energía, y las moléculas logran atravesar la membrana por difusión pasiva, por medio de canales acuosos o bien por medio de moléculas transportadas. La dirección del transporte activo viene determinada exclusivamente por los gradientes de concentración entre ambos lados de la membrana.
En contraste, el segundo tipo de transporte si requiere energía y se denomina transporte activo. Gracias a la energía inyectada en el sistema, las bombas pueden mover a las moléculas en contra de sus gradientes de concentración. El ejemplo más notable en la literatura es la bomba sodio – potasio.
TIPOS DE METABOLISMO CELULAR
¿Para qué sirve metabolismo celular?
A grandes rasgos, el metabolismo celular, permite la vida y la evolución de una especie, tanto a nivel ontogenético como filogenético.
El metabolismo celular repercute en tantas funciones que es difícil enumerarlas, ya que forma parte intrínseca de la biología terrestre. De todos modos, principalmente este mecanismo biológico sirve para que las células puedan crecer, reproducirse, sobrevivir, responder al ambiente y hacer las actividades para las cuales sirven.
1. Catabolismo
Por definición, todos los procesos catabólicos se encargan de liberar energía. Para que nos entendamos, pondremos el ejemplo del azúcar.
Cuando ingerimos azúcar (o casi cualquier sustancia) distintos procesos metabólicos celulares permiten que este azúcar se convierta en energía para el cuerpo (este proceso en concreto se llama glucólisis).
De este modo podemos decir que el catabolismo es la parte del metabolismo celular que permite al cuerpo humano (y el de todos los seres vivos), obtener energía a partir de otros compuestos químicos.
EJEMPLOS:
1- La digestión
Al comer el cuerpo descompone los nutrientes orgánicos en componentes más fáciles de usar para el cuerpo. En este proceso se libera energía, que se acumula en el interior de las moléculas ATP delcuerpo. Esta energía almacenada es la que se utiliza para las reacciones en la fase del anabolismo.
2- Respiración celular
La respiración celular consiste en la rotura de moléculas grandes de compuestos orgánicos (principalmente glucosa) en otras más pequeñas liberando la energía necesaria para alimentar las actividades celulares y poder producir las moléculas de ATP.
En la respiración celular se convierten los azúcares (glucosa) en moléculas ATP. Estas moléculas de ATP se encuentran en todos los seres vivos.
2. Anabolismo
La fase anabólica del metabolismo celular es la encargada de, haciendo uso de la energía disponible en el organismo, sintetizar compuestos químicos útiles para el organismo.
EJEMPLOS:
1- Fotosíntesis
Es el proceso que utilizan las plantas, algas y algunas bacterias para transformar la luz solar en energía química y así consiguen alimentarse, crecer y desarrollarse.
Para que la fotosíntesis se pueda llevar a cabo es necesaria la clorofila, que se encuentra presente en las hojas, ya que esta es la encargada de la absorción de luz adecuada para que se pueda realizar.
La clorofila es la que proporciona el color verde a las plantas. Esta atrapa la luz del sol junto con el dióxido de carbono y transformando a la savia de bruta a elaborada, que es su alimento. A su vez las plantas producen oxígeno y lo expulsan a través de las hojas
2- Mitosis
Es el proceso mediante el cual se transforma una única célula en dos células idénticas, es lo que se conoce como la división celular. El motivo principal de la mitosis es el crecimiento celular y reemplazar a las células ya desgastadas.
Esta división celular se compone de 4 fases: profase, metafase, anafase y telofase.
Muchas células cuando se encuentran en la fase adulta no se pueden dividir, como pueden ser las neuronas, las fibras musculares o los glóbulos rojos.