LOS CARBOHIDRATOS

LOS CARBOHIDRATOS Los glúcidos, carbohidratos o hidratos de carbono son macromoléculas no nitrogenadas, es decir, se encuentran compuestas por Carbono, Hidrogeno y Oxigeno. Son biomoléculas energéticas porque mantienen actividad muscular y son reguladoras de la temperatura, presión arterial, funcionamiento del intestino, entre otros. Los carbohidratos tienen una concentración de 8.3 a 14.5kg en persona. El 55-60% de la energía proviene de los glúcidos. Se encuentran en una amplia variedad de alimentos entre los que se encuentras el pan, leche, palomitas de maíz, patatas, galletas, fideos, gaseosas, maíz o pastel de cereza. También vienen en una variedad de formas. Las formas más comunes y abundantes son los azúcares, fibras y almidones. Clasificación Los glúcidos se dividen en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. Monosacáridos: tienen un límite de siete carbonos y proporcionan energía inmediata a nuestro organismo. Disacáridos: son glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos y actúan como combustible. Disacárido Composición Nombre común fuente Sacarosa Glucosa + fructuosa Azúcar de mesa Caña y remolacha Maltosa Glucosa + glucosa Azúcar de malta Germen de la cebada Lactosa Glucosa + galactosa Azúcar de leche Leche de los mamíferos Oligosacáridos: están compuestos por tres a nueve moléculas de monosacáridos que al hidrolizarse se libera. Polisacáridos: son cadenas, ramificadas o no, de más de diez monosacáridos Digeribles: Almidón y Glucógeno No digeribles: Celulosa y Quitina. PROPIEDADES DE LOS CARBOHIDRATOS - Solubles en agua - Cristalinos - Poco solubles en etanol - Dulces - Dan calor - Siguen la formula Cn (H2O)n Dentro de las propiedades fisicoquímicas de los carbohidratos se tiene que estos tienen un peso molecular bajo, de tal manera que son solubles en el agua y tienen un alto poder edulcorante, estas propiedades del glucógeno permiten que los carbohidratos puedan ser metabolizado más rápidamente. Dentro de las propiedades físicas de los carbohidratos vemos que se ubican en forma sólida, son de color blanco, cristalino, muy soluble en agua e insoluble en disolventes no polares, son de sabor dulce. En las propiedades químicas vemos que los carbohidratos pueden reaccionar a la oxidación Tipos de carbohidratos Los carbohidratos o hidratos de carbono se agrupan en dos categorías principales. Los carbohidratos simples incluyen azúcares, tales como el azúcar de la fruta (fructosa), el azúcar del maíz o el azúcar de uva (dextrosa o glucosa), y el azúcar de mesa (sacarosa). Los carbohidratos complejos (carbohidratos complejos) incluyen todo lo hecho de tres o más azúcares unidos. Los carbohidratos complejos se pensaba que eran más saludables para comer, mientras que los carbohidratos simples no eran tan buenos. Resulta que el panorama es más complicado que eso. El sistema digestivo maneja todos los carbohidratos de la misma forma: los rompe (o trata de romperlos) en moléculas de azúcar simples, ya que sólo éstos son lo suficientemente pequeños para pasar al torrente sanguíneo. También convierte la mayoría de los carbohidratos digestibles en glucosa (también conocida como azúcar en la sangre), porque las células están diseñadas para utilizar esto como una fuente de energía universal. La fibra es una excepción. No puede dividirse en moléculas de azúcar, por lo que pasa a través del cuerpo sin ser digerida. La fibra viene en dos variedades: la fibra soluble se disuelve en agua, mientras que la fibra insoluble no lo hace. Aunque ninguno de los tipos nutre el cuerpo, es buena para la salud de muchas maneras. La fibra soluble se une a las grasas en el intestino y las arrastra, lo que disminuye la lipoproteína de baja densidad (LDL, o colesterol malo). También ayuda a regular el uso de azúcares del cuerpo, ayudando a mantener a raya el hambre y el azúcar en sangre. La fibra insoluble ayuda a empujar la comida a través del tracto intestinal, la promoción de la regularidad y ayudar a prevenir el estreñimiento. Funciones de los carbohidratos Los glúcidos cumplen un papel muy importante en nuestro organismo, que incluyen las funciones relacionadas con el tema energético, el ahorro de las proteínas, la regulación del metabolismo de las grasas y el tema estructural. Energía – Los carbohidratos aportan 4 kilocalorías (KCal) por gramo de peso neto, sin agua. Una vez repuestas y cubiertas todas las necesidades de energía del cuerpo, una pequeña parte se almacena en el hígado y los músculos en forma de glucógeno (normalmente no más de 0,5% del peso de la persona), el resto se transforma en tejido adiposo y se almacena en el organismo como grasas. Se suele recomendar que minimamente se efectúe una ingesta diaria de 100 gramos de hidratos de carbono para mantener los procesos metabólicos. • Ahorro de proteínas – Cuando el cuerpo no dispone de suficientes hidratos de carbono, éste utilizará las proteínas con fines energéticos, consumiéndolas e impidiéndolas, por tanto, realizar otras funciones de construcción. • Regulación del metabolismo de las grasas – En caso de no cumplir con una ingestión suficiente de carbohidratos, las grasas se metabolizan como cuerpos cetónicos, que son productos intermedios que pueden provocar problemas: cetosis – La cetosis es una situación metabólica del organismo originada por un déficit en el aporte de carbohidratos, lo que induce el catabolismo de las grasas a fin de obtener energía, generando unos compuestos denominados cuerpos cetónicos.. • Estructura – los carbohidratos constituyen una porción pequeña del peso y estructura del organismo, pero igualmente importante. Los carbohidratos en la dieta Casi todos los alimentos en la dieta contienen en mayor o menor medida azúcares, tanto simples como compuestos. Ambos tipos son importantes en una dieta equilibrada, y se pueden encontrar en: Azúcares simples se encuentran en los alimentos: • Fructosa en frutas frutas. • Galactosa en productos lácteos) Azúcares dobles en alimentos: • Lactosa en productos lácteos • Maltosa en verduras y en la cerveza • Sacarosa que es el azúcar de mesa. La miel también es un azúcar doble que además contiene una pequeña cantidad de vitaminas y minerales. Carbohidratos complejos o alimentos “ricos en almidón” en alimentos: • Legumbres • Verduras ricas en almidón • Pan y cereales integrales Carbohidratos simples que contienen vitaminas y minerales en alimentos: • Las frutas • La leche y sus derivados • Las verduras Alimentos refinados y procesados – azúcar refinado que contiene carbohidratos simples: Los azúcares refinados suministran calorías, pero no tienen vitaminas, minerales o fibra. Son las llamadas “calorías vacías” y son un factor importante en el aumento de peso. • Golosinas • Bebidas carbonatadas como cocacolas y gaseosas • Jarabes • El azúcar de mesa • harina blanca • arroz blanco Carbohidratos y salud Lo más sano para el cuerpo es obtener los carbohidratos, vitaminas y otros nutrientes en la forma más natural posible, sobre todo de frutas en lugar de productos refinados o procesados. Los requerimientos diarios de carbohidratos en una dieta equilibrada se miden de la siguiente forma: alimentos ricos en carbohidratos 55%, grasas 30% y proteínas 15%. Los carbohidratos de rápida asimilación son galletas, chocolates, mermeladas y postres, entre otros, y los carbohidratos de lenta asimilación son los cereales integrales, verduras, frutas frescas, lácteos y legumbres. Lo mejor para controlar el peso son los carbohidratos de asimilación lenta, ya que mantienen un suministro continuo de glucosa en sangre durante varias horas. Por el contrario, los carbohidratos de asimilación rápida promueven el sobrepeso y las caídas de azúcar en sangre. Consumo diario de carbohidratos Para mantener una dieta equilibrada deberemos comer alimentos con carbohidratos varias veces al día, procurando además reducir al máximo los de asimilación rápida. Una ración diaria de carbohidratos podría ser la siguiente, en función de las características de cada persona: • 100 gramos de arroz o pasta integral • 40 gramos de galletas o pan integral • 2 -4 piezas de fruta fresca • 50 gramos de fruta seca o pasa

GENERALIDADES DEL NUCLEO

Núcleo Es un orgánulo típico de células eucarióticas. En las células procarióticas se denomina nucleoide a la región citoplasmática en la que se encuentra el ADN dispuesto en una sola molécula circular.  Forma: generalmente esférica, puede ser lenticular o elipsoide, en algunos casos lobulado  Tamaño: generalmente entre 5-25 µm, visible con microscopio óptico. En hongos hay núcleos de 0.5 µm, visibles solamente con microscopio electrónico. En las ovocélulas de Cycas y coníferas alcanza más de 500 µm: 0.6 mm, es decir que resulta visible a simple vista. Posición: es característica para cada tipo celular, en células embrionales ocupa el centro, en células adultas generalmente está desplazado hacia un costado porque el centro está ocupado por una o más vacuolas. Número: la mayoría de las células de plantas superiores son uninucleadas, aunque ciertas células especializadas pueden ser multinucleadas: cenocitos, durante un período de su existencia o toda la vida (fibras liberianas, tubos laticíferos, endosperma). Constancia: normalmente todas las células vivas tienen núcleo, aunque hay excepciones. Los tubos cribosos del floema carecen de núcleo a la madurez, sin embargo reciben la influencia del núcleo de las células acompañantes. FUNCIONES DEL NÚCLEO La principal es la replicación y transcripción de los ácidos nucleídos. Almacena la información genética, pasándola a las células hijas en el momento de la división celular. Una parte de la información genética se encuentra almacenada en el ADN de cloroplastos (5-10%) y mitocondrias (2-5%). El núcleo controla todas las actividades celulares, ejerciendo su control al determinar qué proteínas enzimáticas deben ser producidas por la célula y en qué momento. El control se ejerce a través del ARN mensajero. El ARN mensajero, que se sintetiza por transcripción del ADN, lleva la información al ARN ribosómico, en el citoplasma, donde tiene lugar la síntesis de proteínas enzimáticas que controlan los procesos metabólicos. ESTRUCTURA DEL NÚCLEO INTERFÁSICO La interface es un estado aparente de reposo, es la etapa de mayor actividad metabólica. En interface se pueden observar en el núcleo: Envoltura nuclear o carioteca: Presenta dos capas, dos unidades de membrana, que limitan un espacio perinuclear entre ambas. La envoltura nuclear es una diferenciación local del RE, y está conectada con él, de manera que el espacio perinuclear se continúa con el lumen de las cisternas del RE llenas de enquilema. Exteriormente presenta ribosomas como el RE rugoso. La envoltura nuclear presenta poros distribuidos regularmente, y no son simples aberturas sino que están ocupadas por una estructura compleja: el anillo, que está constituido por 2 ciclos de 8 unidades de naturaleza ribonucleica, esféricas dispuestas simétricamente. Entre el anillo y el poro circular o poligonal hay un sistema de fibrillas o proyecciones cónicas o fibrosas y puede haber una partícula central más o menos del tamaño de los ribosomas .La cantidad de poros es mayor en los núcleos fisiológicamente más activos: a través de ellos pasan moléculas de ARN, proteínas y enzimas, es decir que los poros son translocadores de moléculas. Generalmente están dispuestos al azar, pero en Equisetum forman un cinturón alrededor del núcleo. Unida a la superficie interna de la envoltura nuclear se encuentra una capa delgada de proteínas, la lámina nuclear. Las proteínas de la lámina nuclear pertenecen al grupo de los filamentos intermedios de proteínas citoesqueléticas. La lámina nuclear interviene en la fijación de partes determinadas del cromosoma a dicha envoltura. Envoltura nuclear La envoltura nuclear, membrana nuclear o carioteca, es una capa porosa (con doble unidad de membrana lipídica) que delimita al núcleo, la estructura característica de las células eucariotas. La envoltura nuclear está formada por dos membranas concéntricas, así que la expresión membrana nuclear, frecuentemente usada para referirse a ella, no puede considerarse apropiada. Estructura Está formada por dos membranas de distinta composición proteica: la membrana nuclear interna(INM) que separa el nucleoplasma del espacio perinuclear y la membrana nuclear externa (ENM) que separa este espacio del citoplasma. Entre ambas membranas se delimita la cisterna perinuclear, que se continúa y forma una unidad con el retículo endoplásmico rugoso. Ambas membranas se fusionan en numerosos lugares, generando poros que están ocupados por grandes canales macromoleculares llamados Complejo del poro nuclear Funciones Principalmente delimita dos compartimentos funcionales dentro de la célula misma, el de transcripción ADN en ARN (dentro del núcleo) y el de traducción ARN en Proteína (en el citoplasma). La envoltura nuclear aparece atravesada de manera regular por perforaciones, los poros nucleares. Estos poros no son simples orificios, sino estructuras complejas acompañadas de una armazón de proteínas, que facilitan a la vez que regulan los intercambios entre el núcleo y el citoplasma. Se llama complejo del poro a cada una de esas puertas de comunicación. Por ahí salen las moléculas de ARNm producidas por la transcripción, que deben ser leídas por los ribosomas del citoplasma. Por ahí salen también los complejos de ARNr y proteínas a partir de los cuales se ensamblan en el citoplasma los ribosomas. Por los poros entran al núcleo las proteínas, fabricadas en el citoplasma por los ribosomas, que cumplen su papel dentro del núcleo. Dinámica En las células con mitosis abierta, que son la mayoría, la envoltura nuclear desaparece al principio de la mitosis, para formarse de nuevo, ahora alrededor de dos núcleos hijos, al acabar aquélla. El proceso depende de la alteración de las láminas, las proteínas de la lámina nuclear, por un complejo enzimático. Cuando el proceso de la mitosis termina, las láminas vuelven a su estado inicial, formándose primero dos láminas nucleares sobre las cuales, por extensión del retículo endoplásmico, terminan por formarse dos envolturas nucleares completas. En las células con mitosis cerrada, una variante que se observa en muchos protistas, la envoltura nuclear no desaparece durante la mitosis, sino que se estira, estrangulándose, para terminar formando los dos núcleos hijos. CROMATINA El material genético de la célula eucariota está organizado en una estructura compleja compuesta de ADN y proteínas localizada en un compartimento especializado, el núcleo. Esta estructura se ha denominado cromatina (de la palabra griega "khroma", que significa coloreado, y "soma", que significa cuerpo). En total, dentro de un pequeño núcleo de algunos mm de diámetro nos podemos encontrar con casi dos metros de ADN. A pesar de este enorme grado de compactación, el ADN debe ser accesible muy rápidamente para permitir su interacción con las maquinarias proteicas que regulan las funciones de la cromatina para la: • Replicación, • Reparación y • Recombinación. Por lo tanto, la organización dinámica de la cromatina tiene influencia, de manera potencial, sobre todas las funciones del genoma. La unidad fundamental de la cromatina, denominada nucleosoma, está compuesta de ADN e histonas. Esta estructura es la base del primer nivel de compactación del ADN en el núcleo. Los nucleosomas se encuentran separados de manera regular a lo largo del genoma para formar un nucleo filamento que puede adoptar niveles superiores de compactación (Fig 1 y 3), resultando finalmente en el cromosoma metafásico, que representa el nivel máximo de esta compactación. Dentro del núcleo en interfase, la cromatina se organiza en territorios funcionales. La cromatina se ha dividido en: • eucromatina y • heterocromatina. La heterocromatina ha sido definida como una estructura que no altera su nivel de condensación o compactación a lo largo del ciclo celular, mientras que, por el contrario, la eucromatina se descondensa durante la interfase. La heterocromatina se localiza principalmente en la periferia del núcleo y la eucromatina en el interior del nucleoplasma. Además podemos distinguir: • heterocromatina constitutiva, que contiene pocos genes y está formada principalmente por secuencias repetitivas localizadas en grandes regiones coincidentes con centrómeros y telómeros, de la • heterocromatina facultativa compuesta de regiones transcripcionalmente activas que pueden adoptar las características estructurales y funcionales de la heterocromatina, como el cromosoma X inactivo de mamíferos. En esta revisión definiremos los componentes de la cromatina y esbozaremos los distintos niveles de su organización desde el nucleosoma a los dominios nucleares. Además, veremos cómo la variación de los diferentes componentes básicos de la cromatina tiene importancia en su actividad y cómo diversos factores pueden afectar a esta variación de esta estructura dinámica. Finalmente, resumiremos cómo la cromatina tiene influencia sobre la organización del genoma a nivel del núcleo. Nucléolo En biología celular, el nucléolo es una región del núcleo que se considera una estructura supra-macromolecular, que no posee membrana que lo limite. La función principal del nucléolo es la transcripción del ARN ribosomal por la polimerasa I, y el posterior procesamiento y ensamblaje de los pre-componentes que formarán los ribosomas. La biogénesis del ribosoma es un proceso nucleolar muy dinámico, que involucra: la síntesis y maduración de ARNr, sus interacciones transitorias con proteínas no-ribosomales y RNP y también el ensamblaje con proteínas ribosomales. Además, el nucléolo tiene roles en otras funciones celulares tales como la regulación del ciclo celular, las respuestas de estrés celular, la actividad de la telomerasa y el envejecimiento. Estos hechos muestran la naturaleza multifuncional del nucléolo, que se refleja en la complejidad de su composición de proteína y de ARN, y se refleja también en los cambios dinámicos que su composición molecular presenta en respuesta a las condiciones celulares variables. Morfología El nucléolo es aproximadamente esférico y está rodeado por una capa de cromatina condensada. El nucléolo es la región heterocromática más destacada del núcleo. No existe una membrana que separe el nucléolo del nucleoplasma en el que está inmerso. Los nucléolos están formados por proteínas y ADN ribosomal (ADNr). El ADNr es un componente fundamental ya que es utilizado como molde para la transcripción del ARN ribosómico(ARNr), que será incorporado a nuevos ribosomas. La mayor parte de las células tanto animales como vegetales, tienen uno o más nucléolos, aunque existen ciertos tipos celulares que no los tienen. En el nucléolo además tiene lugar la producción y maduración de los ribosomas, y una parte de los pre-ribosomas se encuentran dentro de él. Se cree que el nucléolo tiene otras funciones en la biogénesis de los ribosomas. El nucléolo desaparece durante la división celular. Tras la separación de las células hijas mediante citocinesis, los fragmentos del nucléolo se fusionan de nuevo alrededor de las regiones organizadoras nucleolares de los cromosomas. Puede observarse que en la anafase las células carecen de nucléolos. En la telofase aparecen de nuevo y en la interfase es cuando ya son visibles. El nucléolo se encuentra en todos las células eucariotas que tienen núcleo verdadero con excepción de los espermatozoides y de los núcleos de segmentación de los anfibios. No se formaron a partir de otros nucléolos preexistentes por división. En el nucléolo se distinguen dos partes: zona central de tipo fibrilar, constituida por filamentos de cromatina y se corresponde con el organizador nucleolar; zona externa o granulosa, constituida por gránulos de ribonucleoproteínas que son parecidas a los ribosomas. Dentro del componente fibrilar del nucléolo de las plantas, se describe el nucleolonema. También se pueden observar una o más zonas formadas por pequeños gránulos densos. Estas zonas no presentan conductos y constituyen una zona amorfa. En la célula existen unas estructuras nucleares permanentes en los eucariotas verdaderos que son los cariosomas o cuerpos centrales. En la metafase se dividen en dos. Se sospecha que puedan ser nucléolos permanentes encontrándose en algas, protozoos y ciertos hongos. Mediante estudios con el microscopio electrónico se ha podido comprobar la existencia en los nucléolos de conductos y vacuolas. .