Preguntas de Fisiología celular

2.-Nombre y describa los mecanismos celulares por los que pueden penetrar en una célula: Na+, O2 y una bacteria.

El Na+ puede penetrar en una célula por transporte activo, las moléculas de mayor tamaño o los iones pasan en contra de gradiente electroquímico a través de proteínas transmembrales, cuando se une al ligando se produce un cambio de estructura que le hace girar en la membrana y suelta el ligando.
El O2 puede penetrar en una célula por transporte pasivo, difusión simple, las moléculas atraviesan directamente la membrana.
La bacteria penetra en una célula por pinocitosis o fagocitosis.

7.-Defina los conceptos de: replicación, transcripción y traducción. ¿En qué parte de la célula procariota y eucariota tiene lugar estas funciones celulares?. Describa cómo se lleva a cabo la transcripción.

Replicación, es el proceso por el cual el ADN se copia para poder ser transmitido a nuevos individuos.
Transcripción, es el proceso de copia de un gen o fragmento de ADN utilizando ribonucléotidos y originándose diferentes tipos de ARN.
Traducción, es el proceso de síntesis de proteínas llevado a cabo en los ribosomas, a partir de la información aportada por el ARN mensajero que es, a su vez, una copia de un gen.
En las células procariotas tiene lugar en el citoplasma y en las células eucariotas en el núcleo.
Transcripción, las ARN polimerasas se fijan a ciertas regiones promotoras del ADN, donde hay mucha timina y adenina. Desenrollan una vuelta de hélice y utiliza una cadena de ADN como molde para formar una cadena de ARN complementaria. Al avanzar desenrolla otra vuelta de hélice y la anterior se vuelve a enrollar. Los ribonucleótidos se añaden en sentido 5'←3', cuando se han unido los primeros 30 ribonucleótidos, se añade al extremo 5' una caperuza formada por 7-metilguanosina trifosfato. Esto se hace para que el ribosoma reconozca el comienzo del gen. La secuencia en el ADN (TTATTT) indica el final de la transcripción. A continuación, sobre el extremo 3' del ARN recién sintetizado se añaden unos 200 ribonucleótidos de adenina (cola poli-A) por acción de la enzima polimerasa. Se transcribe todos los exones e intrones. El ARN mensajero no puede ser traducido directamente, necesita maduración para eliminar los intrones. La maduración es realizada por las ribonucleoproteínas pequeñas nucleares (RNPpn). Los RNPpn  están formados de proteínas y de ARN, el ARN es complementario con las secuencias iniciales y finales de los intrones a los que se une cortándolos. La ligasa une a los exones y se obtiene el ARNm definitivo que se traduce en una proteína.

10.-A la vista de los esquemas responda razonadamente a las siguientes preguntas:
a) Los esquemas 1 y 2 representan dos formas distintas de transporte a través de la membrana: identifíquelas y descríbalas.

El esquema 1 representa transporte pasivo por difusión facilitada, las moléculas de mayor tamaño o los iones pasan a favor de gradiente electroquímico a través de proteínas transmembrales, cuando se une al ligando se produce un cambio de estructura que le hace girar en la membrana y suelta el ligando.
El esquema 2 representa transporte pasivo por difusión simple, las moléculas atraviesan directamente la membrana, forman canales acuosos para el agua o ionoforos para los iones.

b) Describa la composición química de la membrana plasmática.

La composición química de la membrana plasmática es del 40% de lípidos y el 60% de proteínas. Los lípidos están formados por fosfolípidos, glucolípidos y colesterol. Las proteínas están formadas por proteínas intrínsecas o integrales y proteínas extrínsecas o periféricas. en la membrana plasmática también podemos encontrar oligosacáridos que están combinados con glucolípidos y glucoproteínas.

11.-Enumere tres principios de la Teoría Celular. Exponga la Teoría Endosimbiótica del origen evolutivo de la célula eucariota. Cite tres diferencias entre el material genético de una célula procariota y una célula eucariota.

Los tres principios de la teoría celular son:
-la célula es el ser vivo más pequeño y más sencillo.
-cada célula posee su propia actividad vital.
-toda célula procede de otra ya preexistente.
La teoría endosimbiótica dice que las primeras células eucariotas surgieron probablemente de la fusión entre dos células procariotas, que originó el nucleo celular y ssitemas membranosos muy simples. Este eucariota primitivo adquirió la capacidad de fagocitar otras células que podían contribuir a su crecimiento y a la colonización de una mayor diversidad de ambientes. El endosimbionte pasó a depender obligatoriamente de la célula hospedadora, transfirió a esta la información genética esencial para su independencia y se convirtió en un orgánulo celular. Así surgieron las mitocondrias y los cloroplastos.
La diferencia entre el material genético de una célula procariota y una eucariota es que en la célula procariota hay un nucloide que alberga el cromosoma principal y los plásmidos que están constituidos por ADN sin proteínas, en la célula eucariota hay un núcleo que contiene la cromatina, constituida por ADN asociados a histonas y cuya unidad estructural es el nucleosoma.

13.-Exponga la hipótesis que existe sobre el origen de la célula eucariota. Describa los componentes estructurales del núcleo interfásico.

La hipótesis que existe sobre el origen de la célula eucariota se llama teoría endosimbiótica que esta explicada en la pregunta 11.

16.-Indique qué es el citoesqueleto. Describa los elementos del mismo y las funciones que desempeñan relacionándolas con el elemento correspondiente.

El citoesqueleto es un conjunto de filamentos proteicos que forman elementos y redes complejas. Los filamentos proteicos son:
-Microfilamentos, tienen un diámetro de 4 nm, están formados de actina que es una proteína globular que polimeriza en dos hebras helicoidales. Su función es la contracción muscular.
-Filamentos intermedios, tienen un diámetro de entre 8-10 nm, son muy estables y abundantes en las células animales. Varían en cada tipo celular pueden ser: neurofibrillas o filamentos de queratina. Su función es estructural.
-Microtúbulos, tienen un diámetro de 25 nm, están formados de una proteína globular que se llama tubulina. Su función es el mantenimiento de la forma.

18.-Explique los fenómenos de difusión y transporte de moléculas a través de la membrana plasmática. Defina los términos: endocitosis, pinocitosis, fagocitosis y exocitosis.

Los fenómenos de difusión y transporte de moléculas a través de la membrana plasmática son transporte pasivo, por difusión simple y difusión facilitada y transporte activo. Está respondido en las preguntas 2 y 10.
Endocitosis: es un proceso celular, por el que la célula introduce moléculas grandes o partículas, y lo hace englobándolas en una invaginación de la membrana citoplasmática, formando una vesícula que termina por desprenderse de la membrana para incorporarse al citoplasma.
Pinocitosis: es un proceso biológico, que permite a determinadas células y organismos unicelulares, obtener líquidos orgánicos del exterior para ingresar nutrientes o para otra función.
Fagocitosis: es un mecanismo específico por el cual algunas células rodean con su membrana citoplasmática a un antígeno y lo introducen al interior celular.
Exocitosis: es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática y liberan su contenido.

23.-Explique la composición química, estructura y dos funciones de los centriolos e indique su localización.

Los centriolos se componen de microtúbulos que tienen un diámetro de 25 nm que están formados de una proteína globular llamada tubulina. Su estructura está formada por dos cilindros que están constituidos cada uno por nueve tripletes de microtúbulos. Sus funciones son la de componentes del citoesqueleto y formación del huso acromático para la división celular. Se localizan en el citoplasma de las células animales.

31.-Describa la estructura, composición química y función de los ribosomas e indique su localización.

La estructura de los ribosomas consta de dos subunidades, una mayor y otra menor que se caracterizan por tener un coeficiente de sedimentación diferente. Las células eucariotas tienen ribosomas 80s y pueden encontrarse libres o asociados al retículo endoplasmático, las células procariotas tienen ribosomas 70s y se encuentran libres.
Su composición química está compuesta por ARNr y proteínas.
Su función es la misma en todas las células y consiste en la síntesis proteica que comienza cuando las subunidades ribosómicas se ensamblan y se asocian a un ARNm.
Se localizan en el hialoplasma de todas las células.

34.-Enumere los diferentes lípidos de membrana. Indique la composición química de cada uno de ellos. Explique la formación de la bicapa lipídica en función de las propiedades de los lípidos que la constituyen. ¿Qué tipo de fuerzas o interacciones establecen?.

Los diferentes lípidos de la membrana son: fosfolípidos, glucolípidos y colesterol.
La composición química del fosfolípido es una molécula de glicerina unida a dos ácidos grasos y un grupo fosfato mediante enlace fosfodiéster, el glucolípido es esfingosina + ácido graso unido a un glúcido de cadena corta mediante enlace o-glucosídico y el colesterol es un esteroide que es derivado indirectamente del isopreno.
Los lípidos que constituyen la bicapa lipídica son anfipáticos, es decir, tienen una cabeza polar y una cola apolar. En un medio acuoso las partes hidrófobas se disponen enfrentadas entre sí y las partes hidrófilas se colocan hacia el medio acuoso.
Las fuerzas o tipos de interacciones que establecen son fuerzas electrostáticas o interacciones hidrofóbicas.

38.-Explique y ponga un ejemplo de los siguientes procesos: difusión simple, difusión facilitada y transporte activo.

Respondido en las preguntas 2 y 10.
Ejemplos:
Difusión simple, oxígeno, nitrógeno o el dióxido de carbono.
Difusión facilitada, glucosa, iones.
Transporte activo: bomba sodio-potasio.

39.-Explique tres diferencias estructurales y tres funcionales entre las células eucariotas y procariotas.

Estructura:
Célula eucariota es de tamaño de 10-100 µm, el citoplasma presenta citoesqueleto y su ADN está asociado a histonas.
Célula procariota es de tamaño de 1-10 µm, el citoplasma no presenta citoesqueleto y su ADN no está asociado a histonas.
Las células eucariotas y procariotas tienen distintos tipos de nutrición, división celular y metabolismo.

40.-Dibuje una célula procariota y una célula eucariota, nombrando sus componentes. Indique cinco diferencias entre ellas.

Célula procariota



Célula eucariota vegetal y animal



Las células eucaruitas y procariotas se diferencian en pared celular, ribosomas, núcleo, ADN, orgánulos citoplasmáticos etc.

42.-A la vista de la imagen conteste:
a) ¿Qué mecanismos de transporte celular representan las letras A y B?. Comente las características de cada uno de ellos, indicando el tipo de sustancias que se transportan por cada mecanismo.

La letra A representa difusión simple y la letra B difusión facilitada por proteínas de canal.
Ambos se producen a favor de gradiente electroquímico, por difusión simple se transportan sustancias liposolubles y por difusión facilitada iones y moléculas de tamaño mayor sin carga.

b) ¿En qué se diferencian estos procesos de transporte del realizado por la bomba Na+/K+?

Se diferencian en que el transporte realizado por la bomba sodio/potasio es un transporte activo que se realiza con un transportador contra gradiente que requiere un aporte energético.

43.-Indique los componentes de la pared celular de vegetales. Describa la organización y función de la misma.

La pared celular de los vegetales se compone de una serie de fibras de celulosa embebidas en un entramado de polisacáridos (pectinas y hemicelulosa) y glucoproteínas con consistencia de gel.
Se organiza en capas que son:
○Lámina media, es la capa más externa y la primera que se forma después de la división celular.
○Pared primaria, se trata de una gruesa capa de estructura fibrilar, situada por debajo de la lámina media.
○Pared secundaria, es la capa más interna y se encuentra por debajo de la pared primaria en algunos tipos de células vegetales (tejidos de soporte o vasculares).
Sus funciones son: conferir rígidez y contribuir al mantenimiento de la forma celular, unir células adyacentes, posibilitar el intercambio de fluídos y la comunicación intracelular, permitir a las células vegetales vivir en el medio hipotónico de la planta, impermeabilizar la superficie vegetal en algunos tejidos y servir como barrera protectora contra el paso de agentes patógenos.

49.-Defina: ADN, nucleosoma, cromatina y cromosoma.

ADN, es un tipo de ácido nucleico que está formado por un grupo fosfato, una pentosa (desoxirribosa) y una base nitrogenda que puede ser adenina, guanina, citosina o timina y además contiene la información genética.
Nucleosoma, es una estructura que constituye la unidad fundamental y esencial de cromatina, que es la forma de organización del ADN en las eucariotas.
Cromatina, es el conjunto de ADN, histonas y proteínas no histónicas que se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y que constituye el cromosoma eucariótico.
Cromosoma, es cada uno de los pequeños cuerpos en forma de bastoncillos en que se organiza la cromatina del núcleo celular durante las divisiones celulares (mitosis y meiosis).

54.-¿Por qué los lípidos independientemente de su tamaño atraviesan sin dificultad las membranas celulares y las proteínas no?.

Porque los lípidos, dado su carácter anfipático, se disuelven en los lípidos de la membrana y las atraviesan por difusión simple mientras que las proteínas no son anfipáticas y tienen un tamaño mayor a los lípidos con lo cual requieren de un transportador.

55.-Enuncie le Teoría Celular. Indique tres diferencias existentes entre los tipos de organización celular.

Teoría celular:
○La célula es el ser vivo más pequeño y más sencillo (unidad vital).
○Todos los seres vivos están compuestos por una o más unidades vivas llamadas células (unidad anatómica o estructural).
○Cada célula posee su propia actividad vital (unidad fisiológica o funcional).
○Toda célula procede de otra preexistente (unidad de origen o genética).
Los tipos de organización celular son procariotas y eucariotas, las tres diferencias serían ausencia/presencia de núcleo, tipo de división y ausencia/presencia de orgánulos membranosos. 

57.-Describa el modelo de mosaico fluido de membrana e ilústrelo con un dibujo indicando los componentes principales.

El modelo de mosaico fluido de la membrana es un modelo de la estructura de la membrana plasmática propuesto en 1972 por Singer y Nicolson. En la membrana plasmática, los lípidos se disponen formando una bicapa, las proteínas se intercalan en esa bicapa de lípidos dependiendo de las interacciones con las regiones de la zona lipídica. Existen tres tipos de proteínas según su disposición en la bicapa: proteínas integrales o intrínsecas, glucoproteínas y proteínas periféricas o extrínsecas.


60.-Explique en qué consiste la permeabilidad selectiva de la membrana plasmática. Describa el transporte activo y las distintas modalidades de transporte pasivo.

La permeabilidad selectiva de la membrana plasmática consiste en permitir el paso de pequeñas moléculas siempre que sean hidrófilas (polares), pero regula el paso de moléculas hidrófobas (apolares).
Respondida en las preguntas 2 y 10.

64.-En relación a la figura adjunta, responda:
a) ¿Qué estructura celular se representa en la figura?. Explique tres funciones de la misma.

La estructura celular que se representa en la figura es la membrana celular.
Tres funciones serían:
○Barrera selectiva, regula el transporte y el intercambio de sustancias entre el citoplasma y el exterior de un modo selectivo, es decir, se trata de una membrana semipermeable.
○Producción y control de gradientes electroquímicos, en la membrana se sitúan las proteínas y cadenas de transporte que regulan el intercambio de sustancias.
○Intercambio de señales, detecta y transmite señales con el medio externo o con otras células.

b) Indique el tipo de componente químico que corresponde a cada número y la función de los señalados con los números 1, 2 y 3.

El número 1 es un fosfolípido que está compuesto por una molécula de glicerol, dos ácidos grasos y un grupo fosfato que se unen mediante un enlace fosfodiéster. El número 2 es un glúcido formado por carbono, hidrógeno y oxígeno con un grupo carbonilo (aldehido o cetona). El número 3 es una proteína integral y el número 4 es una proteína periférica.
La función del 1 es de formar la bicapa lipídica, del 2 intervenir en el reconocimiento celular y del 3 favorecer el transporte de ciertas sustancias.

66.-Defina: difusión simple, difusión facilitada, transporte activo, pinocitosis y fagocitosis.

Respondido en las preguntas 2, 10 y 18.

67.-en relación a la figura adjunta, responda a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué orgánulo representa?. ¿Dónde se localiza?. ¿En qué tipo de células se presenta?. ¿Cuál es su composición y su organización estructural?.

El orgánulo que representa es un centriolo.
Se localiza en el citosol.
Se presenta en células eucariotas animales.
Se compone de tubulina y su estructura es cilíndrica formada por nueve tripletes de microotúbulos.

b) Describa brevemente cómo participa este orgánulo en dos funciones celulares.

Participa en la división celular, formando el huso acromático de mitosis y meiosis, también participa en el movimiento celular, formando los corpúsculos basales de cilios y flagelos.

71.-Indica razonadamente si el ADN de una célula de la piel de un individuo contendrá la misma información genética que una célula del higado. ¿Sintetizan las dos células las mismas proteínas?. Razone las respuestas.

Sí, pues todas las células de un organismo pluricelular contienen la misma información genética, por el hecho de ser células diferentes contendrán proteínas comunes para las funciones comunes y proteínas específicas para las funciones específicas de cada una de ellas.

73.-Defina los siguientes componentes de la célula e indique una funcíón de cada uno de ellos: pared celular, membrana plasmática, retículo endoplasmático y lisosoma.

Pared celular, es una envoltura gruesa y rígida que rodea a las células vegetales. Función, dar rigidez a la célula e impedir su ruptura.
Membrana plasmática, es una delgada lámina que envuelve a la célula y la separa del medio externo. Función, mantener estable el medio intracelular.
Retículo endoplasmático,
Lisosoma,

74.-El agua y las sustancias apolares atraviesan fácilmente la membrana plasmática, mientras que las sustancias polares lo hacen con más dificultad. Explique razonadamente la causa.

Esto se debe a que las sustancias apolares se disuelven en los lípidos de la membrana y la atraviesan por difusión simple mientras que las sustancias polares como no se disuelven en los lípidos necesitan la ayuda de un transportador que suele ser una proteína intrínseca y la atraviesan la membrana por difusión facilitada.

78.-Explique la estructura de los microtúbulos e indique tres componentes celulares en los que participan. Cite los otros dos componentes del citoesqueleto.

La estructura de los microtúbulos es de filamentos no ramificados compuestos por moléculas de tubulina, que están dispuestas formando un cilindro.
Tres componentes celulares en los que participan serían formando el huso mitótico, los centriolos y cilios y flagelos.
Otros dos componentes del citoesqueleto serían los microfilamentos y los filamentos intermedios.

82.-En relación con la figura adjunta, conteste:
a) ¿Qué representa el conjunto de las figuras?. ¿Qué representan las figuras undicadas con las letras A, B y F?.

El conjunto de las figuras representa el empaquetamiento del ADN, dando lugar a los cromosomas y a los distintos grados de condensación de la cromatina.
La figura A representa la doble cadena de ADN, la B los nucleosomas (ADN + histonas) y la F el cromosoma.

b) ¿Cuál o cuáles de estas estructuras se pueden ver al microscopio óptico y cuándo se observan?. ¿Cuál es la finalidad de que la estructura representada en A acabe dando lugar a la estructura representada en F?.

Las estructuras que sepueden ver al microscopio son los cromosomas durante la división celular.
La finalidad de A es empaquetar el largo filamento de ADN que constituye el genoma en los cromosomas, facilitando el reparto equitativo del material genético en las divisiones celulares.

83.-Muchos anticancerígenos son drogas que impiden la organización (polimerización o despolimerización) de los microtúbulos. Justifique razonadamente esta afirmación.

Los microtúbulos forman el huso mitótico responsable del destino de los cromosomas durante la división celular. Dado que la célula cancerosa se caracteriza por su división celular descontrolada, si se impide la organización del huso mitótico se inhibirá la división de la célula cancerosa.

84.-Una de las estrategias para introducir ADN en una célula eucariota es rodearlo de una bicapa lipídica. Exponga razonadamente por qué se facilita así la entrada de ADN en la célula.

Se facilita la entrada porque la bicapa lipídica que rodea el ADN se fusiona con la membrana plasmática al ponerse en contacto con ella y vierte su contenido al interior celular.

86.-Describe el Modelo de Mosaico Fluido de membrana que propusieron Singer y Nicholson en 1972. ¿A qué tipos celulares es apicable este modelo?. ¿A qué tipo de membranas de orgánulos es apicable este modelo de membrana?. Explique una función de la membrana plasmática.

Respondido en la pregunta 57.
Este modelo es aplicable tanto a células procariotas como eucariotas.
este modelo de membrana es aplicable a la membrana plasmática.
Una de las funciones de la membrana plasmática es de ser barrera selectiva, donde regula el transporte y el intercambio de sustancias entre el citoplasma y el exterior de un modo selectivo, es decir, se trata de una membrana semipermeable.

87.-Existen determinadas serpientes que poseen venenos capaces de provocar la hidrólisis de los fosfolípidos. Exponga razonadamente qué consecuencias tendrá dicha hidrólisis y qué alteraciones se pueden producir en las células.

El veneno de la serpiente al provocar la hidrólisis de los fosfolípidos hace que estos queden divididos en dos partes, una hidrófila y otra hidrófoba, con lo cual se desorganizaran todas las membranas celulares produciendo la muerte en todas las células.