ESTRUCTURA CELULAR

  La membrana plasmática es un complejo lipoproteico que define la frontera de la célula separando su contenido del medio que la rodea. El contenido celular comprende el citoplasma y el núcleo. El citoplasma comprende a su vez el hialoplasma, que es el medio interno de la célula, y una serie de estructuras inmersas en él que se denominan orgánulos celulares. Los orgánulos celulares presentan aspectos muy variados: algunos son simples complejos supramoleculares carentes de membrana, como los ribosomas o los centriolos; otros son compartimentos celulares delimitados por membranas, que pueden ser sencillas (como en los lisosomas, retículo endoplasmático, aparato de Golgi, etc) o dobles (como en mitocondrias y cloroplastos). Todavía en el hialoplasma se pueden distinguir una fracción soluble, formada por agua y biomoléculas disueltas, denominada citosol, y un armazón proteico que proporciona a la célula sostén mecánico, el citoesqueleto. Por último, el núcleo es un compartimento rodeado de una doble membrana que alberga en su interior el genoma, es decir, el conjunto de genes de cuyas instrucciones depende el funcionamiento de la célula.

            Existen dos tipos de células eucariotas que se diferencian en la posesión exclusiva de determinados orgánulos o estructuras celulares complementarias: la célula eucariota animal y la célula eucariota vegetal. La célula animal posee un orgánulo denominado centrosoma del que carece la célula vegetal, mientras que ésta presenta unos orgánulos denominados cloroplastos, que no aparecen en la célula animal, una pared celular celulósica que refuerza exteriormente a la membrana plasmática, y un sistema de vacuolas (enclaves citoplasmáticos rodeados de membrana) más desarrollado que las células animales.


La membrana plasmática: un complejo molecular que delimita un territorio celular determinado. Durante mucho tiempo sólo se pudo intuir su existencia ya que es una estructura tan delgada que escapaba a la observación mediante el microscopio óptico. Hoy sabemos que la membrana plasmática es una envoltura continua que rodea la célula estando una de sus caras en contacto con el medio extracelular y la otra con el hialoplasma. La observación al microscopio electrónico revela una estructura de unos 7 nm de grosor en la que se aprecian dos bandas oscuras separadas por una banda más clara.
      La casi totalidad de la masa de la membrana plasmática está constituida por proteínas y lípidos anfipáticos; contiene además pequeñas cantidades de glúcidos en forma de oligosacáridos unidos covalentemente a las proteínas o a los lípidos.
Los lípidos que aparecen formando parte de las membranas biológicas son fosfoglicéridos, esfingolípidos y colesterol.
La composición proteica de membranas biológicas de orígenes diferentes varía aún más ampliamente que su composición lipídica, lo que refleja que estas proteínas deben estar especializadas en determinadas funciones que son diferentes según el tipo de célula.

Son poco permeables a los solutos cargados o polares pero permeables a las sustancias apolares; tienen un grosor de entre 5 y 8 nm y apariencia trilaminar (dos bandas oscuras separadas por una banda clara) cuando se las examina en sección transversal con el microscopio electrónico. La combinación de las pruebas obtenidas mediante microscopía electrónica, el análisis de la composición química, y los estudios físicos realizados acerca de la permeabilidad de las membranas biológicas y de la movilidad de las moléculas individuales de lípidos y proteínas que las constituyen, fructificaron a comienzos de los años 70 en el modelo del mosaico fluido, que explica la estructura de dichas membranas. Según este modelo, la estructura básica de la membrana es una bicapa lipídica formada por lípidos anfipáticos en la que las porciones apolares de dichos lípidos se encuentran encaradas unas con otras en el centro de la bicapa y sus grupos de cabeza polares encarados hacia el exterior a ambos lados de la misma. Las proteínas, que son de tipo globular, se encuentran incrustadas a intervalos irregulares en la bicapa manteniéndose unidas a ella mediante interacciones hidrofóbicas entre sus zonas apolares y las zonas apolares de los lípidos. La estructura es fluida, es decir, las moléculas individuales de lípidos y proteínas, debido a que se mantienen unidas por interacciones no covalentes, tienen libertad para moverse lateralmente en el plano de la membrana. La cara externa de la membrana plasmática, la que da al medio extracelular, presenta cadenas oligosacarídicas unidas covalentemente a lípidos o a proteínas; otras membranas celulares no presentan estos componentes glucídicos


 
El grado de fluidez de las membranas depende de la temperatura y de la composición en ácidos grasos de sus lípidos constituyentes.A temperaturas muy bajas los lípidos de membrana tienden a adoptar un ordenamiento casi cristalino

Por encima de una temperatura que es característica de cada membrana las moléculas de los lípidos comienzan a moverse y la membrana pasa al estado fluido. La temperatura de transición del estado paracristalino al estado fluido depende de la composición lipídica; los ácidos grasos saturados favorecen un mayor empaquetamiento de los lípidos de membrana y por lo tanto la temperatura de transición será mayor cuanto mayor sea la proporción de éstos ácidos grasos en la membrana. Por el contrario, los cambios de orientación existentes en las cadenas de los ácidos grasos insaturados dificultan el empaquetamiento de los lípidos de membrana en un ordenamiento paracristalino, por lo tanto la temperatura de transición será menor cuanto más abundante sea este tipo de ácidos grasos. Esta es la razón por la que en los organismos homeotermos, que mantienen una temperatura corporal constante y elevada, abundan los lípidos de membrana ricos en ácidos grasos saturados, mientras que en los organismos poiquilotermos, incapaces de regular su temperatura corporal, son más abundantes los lípidos de membrana ricos en ácidos grasos insaturados
 

UNIDAD DIDÁCTICA ii (1ªPARTE): ESTRUCTURA DE LA CÉLULA.
INTRODUCCIÓN
En el S.XVII Hooke y Van Leeuwenhoeck realiza las primeras observaciones de célula al microscopio óptico.los conocimientos de la célula han ido avanzando como por ejemplo el microscopio óptico o luego el electrónico. De este modo han ido apareciendo nuevas técnicas
para realizar las preparaciones microscópica.
TEORÍA CELULAR
S.XIX Schleiden y Schwann postulan la teoría celular, la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos, capaz de mantener una existencia propia e independiente. Esta teoría fue completada por Virchow, Straburger y cajal... Hasta llegar a los postulados actual
1- todos los seres vivos están compuesto de una o más células
2-una célula realiza todas las relaciones químicas necesarias para el mantenimiento de la vida
3-toda célula proviene de otra ya preexistente, lo que permite la transmisión de caracteres de generación en generación.
4-la célula es la unidad de vida mas pequeña que existe
TIPOS DE CÉLULAS:
Introducción:
existe diversidades enormes de los tipos de célula. Podríamos hacer respecto a su tamaño en las cuales los células de los vegetales son mas grande que de los animales o bien por su forma ya que existe una estrecha relación entre forma y función, en general hay dos tipos básicos de organización celular: procariota y eucariota.
    Células procariota
Son mas pequeñas y menos complejas que las eucariotas, tipo baterías :
-la membrana plasmática está rodeada de una cubierta rígida protectora (pared celular) cuya composición química es diferente a la de las células eucariotas. la membrana presenta invaginaciones (mesosoma) donde se localizan las enzimas necesarias para la respiración.
En cuya pared está rodeada de una cápsula, en cuya superficie aparece frecuentemente (fimbrias o pelos y flagelos) permite el movimiento de la célula.
-El citoplasma contiene numerosos ribosoma, mas pequeños que de los eucariotas
-El material esta constituido por una sola molécula de ADN circular (cromosoma procariota), los cromosomas se localizan en el citoplasma, denominada nucleide, existen membranas celular, que tampoco existe nucleo definido, también podemos encontrar pequeños anillos de ADN, independiente del cromosoma (plasmidos) que confieren a la célula la capacidad de conjugación o codifican enzimas que proporcionan resistencia a las bacterias frente antibióticos.
    células eucariotas
Son mas completas y de mayor tamaño que procariotas, en ellas podemos encontrar organismos de los reinos procariota, Hongos, Metazoos, Metafitas.
-El material genético se encuentra aislado al resto de la célula por una membrana(núcleo central)
-Existe unas membranas internas que aíslan compartimentos u orgánulos.
Existe dos tipos morfológico: células animales y células vegetales.

MUTACIONES 

La mutación es la fuente última de toda variación genética, pues genera variación de novo. La mutación es un factor que aumenta la diversidad genética. 

Una mutación es un cambio estable y heredable en el material genético. 
 Las mutaciones alteran la secuencia del ADN y por tanto introducen nuevas variantes. Muchas de estas variantes suelen ser eliminadas, pero ocasionalmente algunas de estas variantes pueden tener éxito y incorporarse en todos los individuos de la especie.
 Las mutaciones no tienen ninguna dirección (son aleatorias, no dirigidas) respecto a la adaptación o función del gen, son como un cambio al azar de una letra por otra en un texto. Este cambio suele producir una falta de significado, y por eso una gran mayoría de mutaciones que afectan a la función son deletéreas. Pero a veces ciertos cambios pueden introducir nuevos significados, permitiendo nuevas funciones.
 
 La tasa de mutación de un gen o una secuencia de ADN es la frecuencia en la que se producen nuevas mutaciones en ese gen o la secuencia en cada generación. Una alta tasa de mutación implica un mayor potencial de adaptación. Una alta tasa de mutación aumenta el número de mutaciones perjudiciales o deletéreas de los individuos. Cada especie tiene un tasa de mutación propia que ha sido modulada por la selección natural para que la especie pueda enfrentarse de un modo más o menos óptimo a los compromisos contrapuestos de estabilidad-cambio que le impone su ambiente.  
 
Las tasas de mutación espontáneas son muy bajas, del order de 10^-5-10^-6 por gen y generación, y por ello la mutación como fuerza evolutiva no puede por sí sola producir cambios rápidos de las frecuencias alélicas en las poblaciones.

¿Qué diferencia existe entre herencia liada al sexo y herencia influida por el sexo?

 Es la herencia con el par sexual. El cromosoma X porta numerosos genes en tanto el cromosoma Y tan solo unos pocos y la mayoría en relación con la masculinidad. El cromosoma X es común para ambos sexos, pero solo el hombre posee cromosoma.
Herencia limitada al sexo:
Se trata de caracteres determinados por genes que existen en los dos sexos pero que sólo se manifiestan en uno de ellos. Es lo que ocurre con los genes para la producción de leche en mamíferos, esos genes existen en los machos y en las hembras, pero requieren un medio ambiente hormonal femenino y, por ello, sólo producen leche las hembras (como se ve, no tienen por qué ser características sexuales) 

Una mujer no daltónica, cuya padre sí lo era, tiene descendencia como un hombre no daltónico.¿Qué posiblidades hay de qie los hijos sean daltónicos? ¿ Y las hijas?
si el padre es daltónico pero la mujer es sana pero es transportadora la posiblidad de que los hijos sean daltónico es de 50% tanto para los hijos como para las hijas.

Dos personas con visión normal tienen una hija con visión normal y un hijo daltónico. Si cada uno de estos individuos de la primera generación filial forma una familia con otra persona de visión normal, ¿en cuál de las dos familias hay probabilidades de que aparezcan hijos con daltonismo? Justifique su respuesta.
 Para que sea daltónico la madre tiene que ser portadora del gen del daltonismo. La hija normal puede ser homocigótica recibiendo el alelo X^D de la madre y heterocigótica que recibe el gen X^d de la madre. 
Si un hijo es daltónico:
Con una mujer de visión normal homocigótica:
X^dY  x  X^DX^D  → Descendencia: X^DY ; X^DX^d. No pueden tener hijos daltónicos. Las hijas son portadoras. 
Con mujer de visión normal heterocigótica:
X^dY  x  X^DX^d → Descendencia: X^DY, X^dY, X^DX^d, X^dX^d. La mitad de los hijos e hijas serían daltónicos. El resto de las hijas serían portadoras.
Si la hija tiene visión normal:
 Homocigótica:
X^DY  x  X^DX^D → Descendencia: X^DY, X^DX^D  No pueden tener hijos daltónicos ni las hijas son portadoras.
 Heterocigótica:
X^DY  x X^DX^d → Descendencia: X^DY, X^dY, X^DX^D, X^DX^d  La mitad de los hijos daltónicos. Ninguna hija daltónica pero la mitad son portadoras.

La frecuencia de daltonismo se espera que el hijo daltónico forme una familia con una mujer de visión normal portadora. 

 

 Si una mujer cuyo padre padece hemofilia se casa con un hombre normal, ¿cuál es la probabilidad de que los hijos de este matrimonio sean hemofílicos?

si hacemos una tabla de valencias y en ella representamos los alelos dominantes y los recesivos, sale que la mujer es portadora ya que ha recibido el cromosoma Ab se du padre al no ser hemofílica el otro cromosoma es AB. Por lo tanto la posiblidad total de tener un hijo hemofílico es de 1 de 4.

 

 

  La hemofilia se debe a la presencia de un alelo recesivo localizado en el cromosoma X. Una pareja formada por un hombre no hemofílico y una mujer sana cuyo padre era hemofílico tiene varios hijos y varias hijas. 

a) Represente los genotipos de los abuelos maternos, de los padres, de los hijos varones y de las hijas. 

b) ¿Es posible que alguna de las hijas de la pareja sufra la hemofilia? ¿Y que la sufra algún hijo varón? ¿Podrá alguna de las hijas ser portadora de la enfermedad? ¿Y alguno de los hijos? Justifique todas las respuestas

 

 a)   El gen de la hemofilia va ligado al cromosoma A. Es recesivo frente el alelo que permite la normal coagulación de la sangre. Será ^ABel alelo dominante y Ab el alelo recesivo responsable de la enfermedad.

   Las hijas no padecen la hemofilia.

 

 

 

resuma los postulados de la teoría cromosómica de la herencia.
1-. Los genes están localizados en los cromosomas. Un determinado trozo de la cadena de DNA (material genético) que forma los cromosomas, constituye un gen.
2-. Casa gen ocupa un lugar (locus) concreto en el cromosoma. Los diferentes genes están ordenados linealmente a lo largo de los cromosomas.
3-. Los dos alelos que determinan un carácter se localizan en dos cromosomas del mismo tamaño y aspecto, denominados cromosomas homólogos.

¿Cómo se determina el sexode un organismo?
Se determina por los cromosomas que lo constituye.

defina los siguientes términos: cromosoma sexuales y cromosomas autosómicos, sexo heterogamético y sexo homogamético.
Los cromosomas sexuales o heterocromosomas son la pareja de cromosomas que determinan el sexo de un individuo, y en ellos se localizan la mayoría de los genes de determinación sexual. El resto de los cromosomas son los cromosomas autosómicos o autosomas. b) Sexo homogamético es el sexo que posee dos cromosomas sexuales iguales (XX, ZZ). Dependiendo de las especies puede ser macho o hembra. Se llama homogamético porque todos los gametos que produce son iguales; llevarán el mismo cromosoma sexual. Sexo heterogamético es el que porta dos cromosomas sexuales distintos (XY, ZW). Se llama heterogamético porque producirá la mitad de los gametos con un cromosoma sexual (X,Z) y la otra mitad con el otro (Y,W).

  Explica la determinación del sexo en la especie humana. ¿De qué gameto depende el sexo de la descendencia?
En la especie humana, la determinación del sexo es cromosómica. El hombre posee 46 cromosomas, de los que 44 son autosomas y 2 son los heterocromosomas o cromosomas sexuales, en los que se sitúan la mayoría de los genes que determinan el sexo. Las mujeres poseen dos cromosomas X en sus células, conformando el sexo homogamético (XX); mientras que los varones poseen un cromosoma X y otro Y, por lo que constituyen sexo heterogamético (XY). En las gónadas, testículos y ovarios, se producen los gametos haploides. En los ovarios se forman óvulos con 23 cromosomas, todos ellos con un juego de autosomas y un cromosoma X. En los testículos se producen espermatozoides, también con 23 cromosomas; la mitad de ellos llevarán el cromosoma X y la otra mitad el cromosoma Y. Por tanto, es el espermatozoide el que determina el sexo del nuevo individuo

El pelaje largo de cierta especie animal está determinado por un alelo recesivo.¿cómo averiguaría si un individuo de pelaje corto es homocigótico o heterocigótico ?
Proporción de individuos normales respecto a individuos de ojos azules en la última generación es de proporción 3 a 1. Con este dato el color de ojos es un carácter controlado por un gen, con dos alelos: color normal (A), dominante y color azul (a), recesivo.
 
La aniridia (un tipo de ceguera hereditaria en los seres humanos) se debe a un factor dominante. La jaqueca se debe también a otro gen dominante. Un hombre que padecía de aniridia y cuya madre no era ciega tuvo descendencia con una mujer que sufría jaqueca, pero cuyo padre no la sufría. ¿Qué proporción de sus hijos sufrieron ambos males? 
En el caso del hombre, si la madre no era ciega, es decir que no tenia el alelo dominante y no se ha podido pasar en ese caso a sido recibido por el padre y sera hetecigótico para ese carácter.
si hacemos una tabla de valores de los genes dominantes y los recesivos dando el valor a la aniridia A y a, para la jaqueca B y b:
 la mujer si no se comenta nada sobre la aniridia se deduce que no la padce y será homocigótica recesiva para el gen que la determina. Y con la jaqueca a de ser heterocigótica, que lo habría cogido de su madre.

En las ratas, C es un gen necesario para la formación del color. Su alelo recesivo c produce albinismo. R origina color negro, mientras que su alelo recesivo r da color crema. ¿Cuál será la coloración de la F1 y de la F2 si se cruza una rata homocigótica de color negro con otra albina, con el genotipo correspondiente a color crema? 

En la F₁, todos son iguales en genotipo, doble heterocigótico, y en fenotipo, negros.

La F₂ será el resultado del siguiente cruzamiento: CcRr x CcRr.  La fenotípica se aleja de la 9:3:3:1 de La tercera ley de Mendel, pues el gen para la presencia de la pigmentación es epistático sobre el que determina los colores negro y crema.

explique qué significado tiene en la segunda ley de Mendel el hecho de que en la F2 se hable de una proporcion 3:1.

 La proporción 3:1, significa que las tres cuartas partes se manifiesten con el carácter predominante y una cuarta parte se manifieste el carácter recesivo.

 

Los individuos que manifiestan un carácter recesivo, ¿Son homocigóticos o heterocigóticos para el carácter? ¿Por qué?

 los individuos que manifiestan un carácter recesivo son homocigóticos, de ser heterocigóticos se manifiestaría el carácter dominante

 

¿Es posible que pueda aparecer un individuo con un carácter que ninguno de sus progenitores presenta?

 

Si, el cruce de dos individuos heterocigóticos para un carácter que presenta herencia de tipo dominante recesivo en la descendencia pueden manifestarse la combinación homocigótica recesiva, que es diferente.

¿Estima que las leyes de Mendel son aplicables a todos los seres? Discuta la respuesta. 

 solo sirve para los individuos que se reproducen de forma sexual, no se puede aplicar a los seres vivos que se reproducen de forma asexual y para-sexual.

¿Obedece el alelismo múltiple a las reglas de la transmisión de la herencia establecidas por Mendel? ¿Cómo aparecen las series alélicas? 

La malformación puede originarse por la aparición de alguna sustancia tóxica durante el desarrollo del fetal y no heredada de los padres, es congénita porque la tiene desde el nacimiento.

El alelismo múltiple se rige por las leyes mendelianas considerando los alelos dos a dos. El hecho de que en una población existan más de dos formas alternativas para un gen no modifica las leyes de Mendel, ya que un individuo diploide tiene dos alternativas de ese gen (alelos). La aparición de una serie alélica se debe a numerosas mutaciones que ha sufrido un gen da a lugar a la aparición de varios alelos distintos siendo los genes inestables.

 

¿En qué consiste el retrocruzamiento o cruzamiento prueba?

 Se utiliza en los casos de herencia dominante para averiguar si un individuo es híbrido o de raza pura. Consiste en cruzar al individuo problema con un individuo homocigótico recesivo. Si aparecen individuos homocigóticos recesivos, el individuo problema es híbrido. Para el caso de la forma de la semilla del guisante (L,l), los dos posibles resultados son: 1. En la descendencia, todas las semillas son lisas, luego el individuo problema es LL. LL ll. 100% Ll. 2. En la descendencia, el 50% de las semillas son lisas, y el 50% son rugosas, el individuo problema es Ll. LL ll. 50% Ll ; 50% ll

 La lana negra de los borregos se debe a un alelo recesivo, "n", y la lana blanca a su alelo dominante, "N". Al cruzar un carnero blanco con una oveja negra, en la descendencia apareció un borrego negro. ¿Cuáles eran los genotipos de los parentales?  

Los individuos de color negro serán homocigóticos (nn), ya que dicho carácter es recesivo. El hijo (negro) recibe un alelo "n" de sus progenitores, su padre de color blanco, debe tenerlo en su genotipo, así que será heterocigótico (Nn).

 
 En el guisante, el tallo largo (planta alta) es dominante sobre el tallo corto (planta enana). Si una planta de guisante homocigótica para el carácter dominante se cruza con una planta enana: 

Nombramos D al alelo dominante tallo largo y d al alelo recesivo tallo enano.

Planta homocigótica alta DD x Planta homocigótica enana dd. En la F1 el 100% serían heterocigóticos y de tallo alto (Dd).

El cruzamiento de: Dd x DD. la descendencia sería DD(50%) y Dd(50%), todos de fenotipo alto.

El cruzamiento de: Ddx dd. la descendencia sería Tt (50 %), altas, y dd (50%), enanas.

El cruzamiento de: Ddx Dd. la descendencia sería TT (25%) y Dd (50%), ambas (75%) de fenotipo tallo largo, y el 25% dd, plantas de fenotipo enano.