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Una descripción detallada de las células del sistema inmunológico innato, incluyendo su estructura molecular y funciones específicas. Se cubren diferentes tipos de células, como células procariotas y eucariotas, monosacáridos, disacáridos, aminoácidos y las etapas del metabolismo de las células. Además, se discuten los diferentes tipos de células inmunitarias, como células NK, linfocitos T y B, y su papel en el sistema inmune.
Qué aprenderás
Tipo: Monografías, Ensayos
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ASIGNATURA: Bioquímica TEMA: Investigación final NUMERO DE EQUIPO: 3 INTEGRANTES DEL EQUIPO: Alfonso Villaseca Hannia Limón Luis Diana Alexandra López Martínez Melissa Giselle Marcelino González Itzel Rudecino Bonfil Frida PROFESOR (A): MCIBM. Karina García Aguilar FECHA DE ENTREGA: 10 de enero de 2022
De acuerdo con lo publicado en el libro de bioquímica “Las bases moleculares de la vida”, sabemos que la bioquímica ha desarrollado herramientas intelectuales y experimentales cada vez más elaboradas para la investigación de los procesos vitales, y que gracias a la comprensión de esta y la investigación. Si hablamos de los beneficios que abarca el desarrollo de las investigaciones, podríamos poner como ejemplo nuestro sistema inmunológico; ya que gracias a que sabemos cómo funciona y como está compuesto, nos ha permitido un mejor manejo y tratamientos más específicos de muchas enfermedades inmunológicamente mediadas. La presente investigación aborda temas analizados a lo largo del semestre. Se analizará desde que es la bioquímica y sus antecedentes hasta que es el sistema inmunológico y cómo está compuesto a nivel celular y molecular. Los temas posteriores a analizar abordan los principales procesos bioquímicos que sustentan la vida, las funciones que cumplen en la vida y en nuestro organismo, como están compuestos, y su clasificación. Este trabajo de investigación es elaborado con el fin de hacer un repaso de manera general de todos los temas y a su vez hacer una aportación a los conceptos básicos de la bioquímica, profundizando desde la composición química de las cosas.
Se puede definir a la bioquímica como la ciencia que estudia todos los procesos químicos de los seres vivos tales como su composición, su transformación e interacción de los sistemas biológicos. 1.1. Principales descubrimientos bioquímicos 1.1.1. Crick, Francis (Estructura molecular del ADN) Francis Crick junto con James D. Watson han sido los primeros en descubrir la estructura de doble hélice de la molécula de ADN. Los estudios realizados por ambos científicos les han hecho concluir que, el ADN es una doble hélice de 20A de diámetro. Se ha podido ver que esta doble hélice está formada por dos cadenas antiparalelas de polinucleótidos, las cuales están enrolladas alrededor de un eje imaginario. Dicho enrollamiento es hacía la derecha (dextrógiro) y plectonémico (superenrollamiento). [1] Watson y Crick han utilizado esta nueva información para construir un nuevo modelo con las bases nitrogenadas emparejadas, Adenina (A) con Timina (T) y Citosina (C) con Guanina (G), en el centro de la molécula. Al estudiar este emparejamiento, Francis Crick le hizo pensar de forma inmediata que cada una de las cadenas de la molécula podría servir de molde o plantilla para replicar exactamente las secuencias de ADN y de esta forma así transmitir la información genética durante la reproducción celular. [1] Fig. 1. Francis Crick (derecha) junto a su compañero James Watson (izquierda). 1.1.2. Fleming, Alexander (Descubrimiento de la Penicilina) Alexander Fleming, el magnífico científico británico nacido en Escocia el 6 de agosto de 1881. Hoy es el protagonista de una de las serendipias más importantes del siglo XX y probablemente de
Fig. 3. Rosalind Franklin (izquierda) y la imagen número 51 de la doble hélice (derecha). 1.1.4. Jenner, Edward (Vacuna contra la viruela) El científico Edward Jenner ha descubierto la vacuna contra la viruela en Berkeley (Inglaterra), su pueblo natal. Jenner observó que las lecheras u ordeñadoras desarrollaban la enfermedad de la viruela de las vacas, una enfermedad benigna de la cual se recuperan rápidamente, sin dificultad y quedando inmunes. [1] A partir de esta observación Jenner infectó a un niño sano (James Phipps) con el virus de la viruela de las vacas, enfermando, pero recuperándose sin complicaciones. Posteriormente Jenner inoculó al niño el virus de la viruela humana y éste no desarrolló la temida enfermedad. Se trata de un experimento muy controvertido para muchos científicos, pero del que nace un gran e importante descubrimiento. [1] Fig. 4. El científico Edward Jenner administrando la vacuna de la viruela al niño James Phipps. 1.1.5. Krebs, Hans A. (Ciclo de Krebs)
El reciente “ciclo” descubierto por Hans Adolf Krebs es un hecho de importancia fundamental que se produce en todas las células eucariotas en presencia de oxígeno durante el proceso de la respiración celular. [1] El que se está empezando a llamar como “Ciclo de Krebs” debido al científico que lo ha descubierto, comienza con la formación del ácido cítrico, el cual se va descarbonizando, dando moléculas de CO2 y equivalentes de reducción. Los equivalentes de reducción posteriormente llegarán a la cadena respiratoria situada también en el interior de la mitocondria y se transformarán en energía en forma de ATP en presencia de oxígeno. [1] Se trata de una ruta metabólica anfibólica, ya que participa tanto en procesos catabólicos como anabólicos, y cuya peculiaridad es que en esta ruta confluyen las rutas metabólicas responsables de la degradación de los carbohidratos, de las grasas y de las proteínas. Además, se ha visto también que el ciclo descubierto por Hans Adolf Krebs proporciona precursores para la producción de algunos aminoácidos, como el cetoglutarato y el oxalacetato además de tener relación con aspectos fundamentales la formación de la urea. [1] Fig. 5. Hans Adolf Krebs. 1.1.6. Landsteiner, Karl (Grupos Sanguíneos) El científico Karl Landsteiner, nacido en Viena (Austria). Gracias a la observación se percató de que, al realizar transfusiones de sangre entre dos personas, se originan hemoglobinurias que además, son la causa de multitud shocks e ictericias. Tras estos acontecimientos, procedió a analizar la sangre de 22 personas. Separó el suero de la sangre total, lavó los glóbulos rojos y las sumergió en una solución de suero salino fisiológico. [1]
Fig. 7. Otto Fritz Meyerhof. 1.1.8. Ochoa de Albornoz, Severo (Síntesis de ARN) Severo Ochoa y su discípulo el bioquímico Arthur Kornberg podrían convertirse en futuros candidatos para obtener el Premio Nobel de Fisiología y Medicina, por el revolucionario descubrimiento sobre la síntesis del ARN. Dicho descubrimiento consiste en que se ha descifrado el mecanismo por el que el enzima polinucleótido fosforilasa, aislada de la bacteria Escherichia Coli es capaz de sintetizar por primera vez ácido ribonucleico (ARN) “in vitro”, es decir dentro de un tubo de ensayo. [1] Como es sabido el ARN desempeña una función crucial en la transmisión de la información genética contenida en el ADN de la célula, siendo un factor clave dentro de la cadena de transmisión de información desde el ADN a las proteínas. Arthur Kornberg siguiendo los estudios que ha realizado recientemente Ochoa, ha demostrado que la síntesis del ADN también requiere de otra enzima polimerasa específica para esta cadena. [1] Fig. 8. Severo Ochoa (izquierda) y su discípulo Arthur Kornberg (derecha). 1.1.9. Pasteur, Louis (Proceso de Pasteurización)
El científico francés Louis Pasteur descubrió el proceso de la pasteurización de los alimentos. Sus investigaciones le llevaron a corroborar, por un lado, la idea de que las levaduras son las responsables de la producción de alcohol en la fermentación, y por otro, a descubrir que la producción en el proceso de fermentación de ciertos ácidos y sustancias indeseables (que agrian el vino o la cerveza) son debidos a la acción de microorganismos como las bacterias. Pasteur ha resuelto el problema con el simple método de someter a altas temperaturas las soluciones azucaradas iniciales; eliminándose con ello las bacterias y evitando así la acidificación del producto final. [1] El ilustre científico ha aplicado este mismo sistema al ámbito de la conservación de los alimentos. Calentando la leche a alta temperatura antes de embotellarla, se destruyen las bacterias patógenas que pueda contener y se impide su fermentación sin alterar su estructura ni sus componentes. [1] Fig. 9. Louis Pasteur. 1.1.10. Watson, James D. (Estructura molecular de los ácidos nucleicos ) Este hallazgo se refiere a que la doble hélice es donde se conservan en forma de secuencia los genes que contienen las instrucciones para sintetizar moléculas mayores que a su vez construyen células con funciones específicas, demostrando que la clave de la transmisión genética se oculta en el ADN. El descubrimiento no es una mera descripción de la molécula, sino que permite comenzar a explicar el mecanismo con el que el ADN se separa en dos hebras —de ahí la doble hélice— para reproducirse en dos moléculas idénticas, la base de la herencia genética. [ 1 ]
Las células procariotas, presentes en el Reino Monera (bacterias), tienen el ADN libre en el citoplasma en una zona denominada nucleoide. [ 3 ] Pared celular: presentan una cubierta de protección denominada pared celular, que es rígida y está compuesta de un polímero complejo de aminoazúcares (llamado peptidoglucano o mureina). [ 3 ] Membrana celular: poseen una membrana plasmática de estructura semejante a la de las eucariotas pero con diferencias en cuanto al tipo de lípidos y proteínas que forman parte de esta. [ 3 ] Citoplasma: en las células procariotas el citoplasma está formado por el citosol (solución acuosa con iones y moléculas disueltas) y los ribosomas. [ 3 ] Material hereditario: contienen una sola molécula circular de ADN (denominado cromosoma). Localizado en el citosol, en una zona denominada zona nuclear o nucleoide, asociado con algunas proteínas que actúan como protección del ADN. [ 3 ] ADN extracromosómico: algunas bacterias también presentan una o varias moléculas de ADN circular de menor tamaño que su cromosoma, denominadas plásmidos. Contienen información que no es esencial para la vida de la célula. [ 3 ] Flagelo: muchos procariotas son móviles y la capacidad para moverse independientemente se debe a una estructura proteica especial denominada flagelo. En muchos libros de texto se utiliza el término flagelo solo para las estructuras presentes en las células eucariotas, utilizando en bacterias el término flagelo bacteriano. Son apéndices largos y finos que se encuentran fijos a la célula por uno de sus extremos y libres por el otro extremo. [ 3 ] Otras estructuras: algunas bacterias segregan por fuera de la pared polisacáridos que forman una cápsula viscosa. La cápsula sirve por ejemplo como protección contra la desecación. [ 3 ]
Fig. 11. Célula procariota (izquierda) y célula eucariota (derecha). 2.1.2. Células eucariotas Las células eucariotas (eu: verdadero, carion: núcleo) contienen el ADN separado del resto del citoplasma en un compartimiento membranoso denominado núcleo. Las células eucariotas son mucho más grandes que las células procariotas y pueden formar parte de organismos unicelulares (levaduras) o pluricelulares (una palmera o el elefante africano). Otras características que podemos mencionar son: [ 3 ] Pared celular: solamente algunas células eucariotas poseen pared celular, las células de los vegetales, de los hongos y de las algas. [ 3 ] Membrana celular: la bicapa lipídica posee colesterol, moléculas ausentes en bacterias. También presentan fosfolípidos no presentes en bacterias como la esfingomielina. En el exterior de las membranas celulares de las eucariotas se encuentran carbohidratos. Estos se encuentran en forma de cadenas de oligonucleótidos unidas a proteínas (glucoproteínas) o lípidos (glucolípidos). [ 3 ] Citoplasma: en las células eucariotas el citoplasma está formado por un citoesqueleto y una gran diversidad de estructuras subcelulares denominadas organelas. El citoesqueleto está compuesto por proteínas tubulares que se distribuyen a manera de red o telaraña dentro de la célula, lo que le confiere una estructura determinada. También cumple la función en el movimiento de las células y en el anclaje de las organelas. [ 3 ]
