Autofagia y heterofagia como un proceso de digestión y recambio intracelular

cloroplastosorgánulos típicos de las células vegetales que poseen clorofila, por lo que pueden realizar la fotosíntesis, proceso en el que se transforma la energía luminosa en energía química contenida en la molécula de ATP. Por ello, al igual que las mitocondrias, los cloroplastos son orgánulos productores de energía.Su morfología es diversa. En los vegetales superiores suelen ser ovoides o lenticulares, pero en algunas algas, tienen formas diferentes; por ejemplo, Spirogyra posee uno o dos cloroplastos en forma de hélice, mientras que Chlamydomonas posee uno solo en forma de copa. El tamaño varía ampliamente de unas especies a otras, pero por término medio suelen medir de 2 a 6 μm de diámetro y de 5 a 10 μm. Se encuentran localizados en el citoplasma. No tienen un lugar fijo, aunque frecuentemente se encuentran entre la pared vacuolar y la membrana plasmática. Están sometidos a movimientos de ciclosis, debido a corrientes citoplásmicas, pero también pueden presentar movimientos activos de tipo ameboide o contráctil relacionados con la iluminación.

Estructura

Una doble membrana (externa e interna)Un espacio intermembranosoUn espacio o estroma, .Membrana externa e internaTilacoides:Estroma o matriz interna amorfa.

Peroxisomas

Son orgánulos parecidos a los lisosomas, pero que en vez de contener enzimas hidrolasas contienen enzimas oxidativas denominadas oxidasas, especializadas en llevar a cabo reacciones que utilizan el oxígeno molecular (O2) generando peróxido de hidrógeno (H2O2, la conocida agua oxigenada); que por ser un agente oxidante muy tóxico, es eliminado por otra enzima oxidativa, la catalasa, o utilizado en otras reacciones oxidativas útiles, como es la oxidación de algunos alcoholes y ácidos.Llevan a cabo reacciones oxidativas, generando H2O2. .Intervienen en reacciones de detoxificación. En las plantas, los peroxisomas tienen funciones importantes

mitocondriasorgánulos de las células eucariotas que se encargan de la obtención de energía mediante la respiración celular, un proceso de oxidación de moléculas orgánicas en el que intervienen unas enzimas denominadas ATP-sintetasas. La energía obtenida se guarda en forma de ATP. Aparecen en grandes cantidades en el citoplasma de todas las células eucariotas, tanto animales como de vegetales, siendo especialmente abundantes en aquellas que por su actividad poseen una elevada demanda de energía bioquímica (ATP). El conjunto de mitocondrias de una célula se denomina condrioma. Una célula eucariota típica contiene del orden de 2.000 mitocondrias que ocupan, aproximadamente una quinta parte del volumen celular. Las mitocondrias se desplazan por el citoplasma generalmente asociadas a los microtúbulos y suelen localizarse cerca de los lugares en los que se consumen grandes cantidades de ATP; así, hay un gran número de mitocondrias entre las miofibrillas del músculo cardíaco y alrededor del flagelo en la pieza intermedia del espermatozoide.

Estructura

Membrana mitocondrial externa:Espacio intermembranosoMembrana mitocondrial interna.Matriz.
doble hélice establecida en 1953 por Watson y Crick basándose en estudios de difracción de rayos X. Propusieron un modelo molecular que era compatible con los datos obtenidos por otros investigadores como Chargaff, Franklin y Wilkins, de tal manera que su modelo permitía comprender el funcionamiento del ADN en la transmisión de la información genética; especialmente su duplicación en las células, lo que constituye uno de los descubrimientos más importantes de la Biología. La molécula de ADN se caracteriza por:
Ser una doble hélice, de 2 nm de diámetro, formada por dos cadenas (hebras) de polinucleótidos enrolladas alrededor de un eje imaginario. Las bases nitrogenadas se encuentran situadas en el interior. Los planos de sus anillos son paralelos entre sí y perpendiculares al eje de la doble hélice. Así, esta recuerda a una escalera de caracol en la que los peldaños son las bases nitrogenadas y los pasamanos las cadenas formadas por el azúcar y el ácido fosfórico.
El enrollamiento es dextrógiro (hacia la derecha) y plectonémico, es decir, que para que las dos cadenas se separen es necesario que se desenrollen.Cada pareja de nucleótidos está separada de la siguiente por una distancia de 0,34 nm y cada vuelta de la doble hélice está formada por 10 pares de nucleótidos, lo que supone una longitud de 3,40 nm por vuelta de hélice.
Las dos cadenas de polinucleótidos son antiparalelas, es decir, los enlaces 5´→ 3´ están orientados en sentidos opuestos, y son complementarias, o, lo que es los mismo, existe una correspondencia entre las bases nitrogenadas.La estructura anterior es la descrita por Watson y Crack, denominándose forma B, y es la forma de ADN biológicamente más importante por ser la que se encuentra al estudiar el ADN en disolución; además, es la forma en que normalmente el ADN interacciona con las proteínas el núcleo. Durante mucho tiempo fue considerada como la única. En la actualidad se conocen otras formas:

A:

se obtiene a partir de la B cuando la humedad relativa se reduce al 75%, y nunca se encuentra en condiciones fisiológicas, sino que solo se ha observado en condiciones de laboratorio. Se trata de una doble hélice dextrógira, es decir, gira en sentido horario al igual que la forma B. Los pares de base se encuentran inclinados 20º con respecto al eje de la hélice, eje que atraviesa dichos planos por puntos desplazados del centro. Es una doble hélice más ancha y más corta que la B, pues mide 2,3 nm de diámetro y posee 11 pares de bases por cada vueltaZ:
es más larga y estrecha que la forma B. Mide 3,8 nm, y por cada vuelta de hélice hay 12 pares de bases; las dos cadenas de polinucleótidos se encuentran enrolladas formando un zigzag, y, además, es levógira, gira en sentido antihorario. Puede aparecer en determinadas condiciones en los seres vivos.En el ADN existe una complementariedad de bases. Las bases nitrogenadas de las cadenas polinucleotídicas se mantienen unidas mediante enlaces de hidrógeno. El número de enlaces depende de la complementariedad de las bases. Siempre que en una de las cadenas haya una adenina, en la otra habrá una timina, que es su complementaria; lo mismo ocurre con la citosina, que se enfrenta siempre a la guanina. La complementariedad entre las bases se manifiesta mediante enlaces de hidrógeno entre sus grupos polares. Así, entre la adenina y la timina se establecen dos enlaces de hidrógeno y entre la guanina y la citosina tres enlaces de hidrógeno. De esta manera se cumple que A+G = T+C. Además, se ha comprobado que el valor G+C es constante para cada especie.

Ac nucleic:

biomoléculas orgánicas compuestas siempre por C, H, O, N y P, que se definen químicamente como polinucleótidos, pues están formados por la repetición de unidades moleculares llamadas nucleótidos.Son las moléculas encargadas de almacenar, transmitir y expresar la información genética.Hay dos tipos:ARN β D ribosa Son monocatenarios, constituidos por una cadena polinucleotida Salvo el ARNt, no presentan una estructura espacial determinada En el proceso de transcripción se traslada la información del ADN a otras moléculas: ARNm que actúa de intermediario para llevar información contenida en el ADN al citoplasma. La traducción de la secuencia de las bases de ARNm se realiza en los ribosomas del citoplasma. Los ARNt específicos transportan a los aminoácidos colocándolos en el orden exacto para formar la proteína. Contiene uracilo entre sus bases pirimidínicas.ADN Posee β D desoxirribosaEs bicatenario, constituido por una doble cadena polinucleotida .Estrucrura en doble hélice, con las dos cadenas unidas mediante el emparejamiento de las bases A-T  G-CLa información sobre que aminoácidos  y en que orden deben unirse para producir todas las proteínas celulares, esta codificada en la secuencia de bases del ADN. Un gen se define como un fragmento de ADN que contiene la información para la síntesis de una cadena peptídica. Contiene timina en vez de uracilo entre sus bases pirimidínicas.

Velocidad de un proceso enzimático

Experimentalmente (en un tubo de ensayo) se puede medir la variación de la velocidad de una reacción enzimática con respecto a la concentración del sustrato. El resultado, en el caso de numerosas enzimas, es una curva hiperbólica que demuestra que la velocidad de reacción aumenta mucho cuando las concentraciones de sustrato son pequeñas. Al elevar la concentración se llega, al límite (asíntota), a un valor teórico de velocidad máxima debido a que la enzima se satura de sustrato. En ese momento la velocidad sólo dependerá de la rapidez con la que ésta sea capaz de procesar el sustrato.

Fenómenos parasexualesConjugación:

es un mecanismo de intercambio genético mediante el cual una bacteria donadora (F+) transmite, a través de los pili sexuales, ADN de su plásmido a otra bacteria receptora (F-) que carece de él. El plásmido que pasa de una bacteria a otra puede ser el denominado factor F o factor de fertilidad y el factor R Transformación:
es el intercambio genético producido cuando una bacteria receptora capta una molécula o un fragmento de ADN desnudo que se encuentra disperso en el medio donde vive (procedente de otra bacteria), y lo incorpora a su cromosoma de forma heredable.

Transducción:

es la transferencia de material genético de una bacteria a otra a través de un virus bacteriófago, que se comporta como vector intermediario entre dos bacterias.

Lisosomas?

Son vesículas procedentes del aparato de Golgi que contienen enzimas digestivas. Éstas son hidrolasas ácidas, (alrededor de 40 enzimas distintas como la fosfatasa ácida, glucosidasas, lipasas, proteasas, ADNasa, etc.), cuyo pH óptimo está próximo a 5; estas enzimas se forman en el retículo endoplásmico rugoso, pasan al aparato de Golgi, en donde se concentran y se acumulan en el interior de lo lisosomas. En las células vegetales la función de los lisosomas la realizan vesículas líticas.Función: participar en la digestión intracelular, descomponiendo moléculas, aunque la finalidad de las sustancias digeridas no sea la nutrición celular. Dependiendo de la procedencia del material implicado en la digestión, se pueden distinguir dos procesos diferentes:a)

Heterofagia

Consiste en la digestión de material de origen exógeno que se incorpora a la célula por endocitosis, ya sea pinocitosis o fagocitosis. Las sustancias que se incorporan a la célula quedan incluidas en vesículas llamadas de endocitosis o endosomas (fagosomas si el proceso ha sido por fagocitosis. Éstas se fusionan con las vesículas hidrolíticas recién formadas en el trans Golgi (llamadas también lisosomas primarios), para formar los lisosomas propiamente dichos o lisosomas secundarios, vacuolas digestivas o heterofágicas (fagolisosomas si el proceso ha sido por fagocitosis). En su interior comienza la digestión hidrolítica de las moléculas endocitadas. Los productos resultantes de la digestión, tales como aminoácidos, azúcares y nucleótidos, son transportados a través de la membrana lisosomal y pasan al citosol, donde pueden ser utilizados por la célula, por lo que esta vía suele estar relacionada con la nutrición celular.Si la digestión es incompleta, quedan en el interior de los lisosomas sustancias no digeridas formando los cuerpos residuales. En los protozoos y en muchos invertebrados inferior, los cuerpos residuales vierten los desechos al exterior por exocitosis, proceso denominado defecación celular. En los animales superiores los cuerpos residuales permanecen en el interior de la célula.b) Autofagia: consiste en la digestión de material de origen endógeno, es decir, de partes de la propia célula. Para ello, un orgánulo defectuoso (por ejemplo, una mitocondria)
Se rodea de membranas procedentes del RE, formándose un autofagosoma. El autofagosoma se fusiona con un lisosoma primario formándose un autofagolisosoma y se inicia la digestión. Está relacionada con el recambio de los componentes celulares:Destruye los componentes celulares defectuosos o que ya no son necesarios para la célula.Interviene en la destrucción de tejidos y órganos durante la metamorfosis de los insectos y anfibios.Asegura la nutrición en condiciones desfavorables (ayuno), viviendo la célula de sus propios materiales.Los lisosomas participan también en la digestión extracelular, ya que pueden verter al exterior su contenido de enzimas líticas por exocitosis. Este proceso es importante en las células del hueso y el cartílago, que digieren la matriz extracelular del tejido, para su remodelación, y también en los hongos, para digerir sustancias del medio y después incorporarlas