UNIVERSIDAD PRIVADA SAN JUAN BAUTISTA Escuela de Medicina Humana Curso: BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

Evaluación : teoría (E T) : Exámenes parciales de teoría Curso: 5 créditos (4horas teoría 2 horas práctica) Programación: Inicia 03/09 Chorrillos- 04/09 San Borja- 04/09 Lima norte (TB 04 setiembre ) (MA 06 setiembre) Evaluación : teoría (E T) : Exámenes parciales de teoría práctica (EP) : -Exámenes prácticos (60% (reconocimiento- interpretación) - Informes semanales + cuestionario + pasos cortos (40%) Promedio parcial (PP) :(1ºET+1ºEP) /2+ (2ºET +2ºEP) /2+ (3ºET+3ºEP)/2 3 Promedio Final = (PP) 90 + (PIF)5 + (PPS) 5 100 Fecha de examenes: Teoria: Practica: semana 01 octubre 01 de octubre semana 06 Noviembre 06 de noviembre semana 26 Diciembre 26 Diciembre / PIF Control Lectura: PIF: Trabajo Investigación Formativa :2 fechas coordinación y una de presentación PPS: actividad proyección social

Obligatorio el uso del UNIFORME y Mandil Leer las directivas académicas parta el estudiante (pag. Web) ASISTENCIA: Obligatoria a teoría y práctica 30% de INASISTENCIA no tendrán derecho a ser Evaluados NO existe Tardanza (tolerancia ???) Registro de Asistencia Personal Prohíbo firmar por otro alumno ( *) No existe justificación por inasistencia En grupos cuya teoría es 4 hrs seguidas se considera 2 asistencias Solo se permite el ingreso a alumnos debidamente MATRICULADOS Obligatorio el uso del UNIFORME y Mandil

MEDICINA BIOLOGIA Materias Básicas Materias relacionadas Especialidad (latín medicina mederi que significa curar, cuidar medicar) Ciencia que tiene por objeto el estudio de las enfermedades, su causa, tratamiento y prevención Materias Básicas Materias relacionadas Especialidad BIOLOGIA

Personajes de la Medicina Hipocrates “ padre de la medicina”: Que tu alimento sea tu medicina y que tu medicina sea tu alimento" Galeno "Padre de la Anatomía " e iniciador de la Fisiología, la Osteología, la Neurología, la Quiropraxia.

Los dos símbolos de la medicina La Vara de Esculapio y el Caduceo

Relación de la Biología con la medicina La existencia de enfermedades y la forma de atender accidentes de diversa índole impulsó desde las civilizaciones más antiguas a la búsqueda del conocimiento básico que permitiera entender cada problema médico . De ello resultó que los estudios sobre organismos vivos dieron los aporten fundamentales para el desarrollo que tiene la medicina actual .

La famosa peste negra que produjo en el siglo XV una elevada mortandad en Europa cuyo valor calculado fue que de cada 4 personas enfermas una moría , sólo fue posible vencerla con el conocimiento de los microorganismos en cuyo ámbito tuvo que desarrollar previamente la microscopia óptica y los métodos para colorear estos microorganismos. Pasteur fue uno de los investigadores que enfrento este problema posteriormente se encontró al cocobacilo causante (-). Yersinia pestis

La enfermedad puede transmitirse a los seres humanos mediante la picadura de las pulgas infectadas, la picadura directa de los roedores o a través del contacto directo con los tejidos de los animales infectados. También puede ser transmitida mediante aerosoles, inhalación de la bacteria (bioterrorismo). Es posible la transmisión de persona a persona. Síntomas: Escalofríos. Fiebre. Inflamaciones en los ganglios - bubones (adenopatías). Si la enfermedad fue transmitida por inhalación, se denomina peste neumónica, ya que se infecta a los pulmones; en este caso, los primeros signos de la enfermedad son fiebre, dolor de cabeza, debilidad, tos productiva Si la enfermedad fue transmitida por las pulgas, los síntomas aparecen dos a ocho días después. Si la enfermedad fue transmitida por inhalación, los síntomas aparecen uno a tres días después

b) En el antiguo Egipto, China la India, uno de los grandes males de la humanidad era la lepra y aquellas personas que la sufrían eran apartadas de la población . Los estudios microbiológicos, la preparación de cultivos celulares y la determinación de especies patógenas empleando distintos nutrientes a permitido que en siglo XX se encuentre no solo la especie bacteriana que produce esta enfermedad sino también el antibiótico apropiado (Mycobacterium leprae) Micobacterium leprae

c) La historia relata los casos de personas que sangraban espontáneamente y que podían morir por esta causa . Luego de una investigación, se observó que se presentaba en sólo en varones y que el problema era de tipo genético, hereditario y ligado al sexo ( Hemofilia) . A partir de 1960 , los estudios sobre el sistema de coagulación sanguínea determinó la ubicación de distintos factores coagulantes y el hallazgo muy importante de que en los casos de hemofilia está ausente un factor proteico coagulante al cual se le llama facto antihemofilico o factor VIII. De este modo, se puede diagnosticar la enfermedad analizando la sangre y atenderla inyectando sangre fresca que contenga el factor e inclusive el factor purificado.

d) En la civilización espartana (antigua Grecia), donde los niños al nacer eran examinados por una comisión de ancianos para determinar si era hermoso y bien formado (eugenesia) , con el fin de tener soldados o guerreros físicamente aptos . La evaluación de niños que nacen con defectos físico ha permitido establecer varios cuadros clínicos según la dolencia del paciente .

La investigación genética y bioquímica ha dado lugar al conocimiento de que una de las razones de esta mal formacion es el aumento , la perdida o la modificación en los cromosomas así por, si el hombre tiene 46 cromosomas pero en ciertas personas se observa una trisomía es decir 3 cromosomas en lugar de dos y dichos cromosomas son los mas pequeños ( grupo G ) pero que contienen numerosos genes activos y por tanto se observan daños muy severos Síndrome Down

e) Nuevas tecnologías:

Medicina genómica La palabra "genómica" comprende el estudio de los genes y su función, mientras que "genoma" se refiere a toda la información genética en el organismo de cada persona. Una definición adecuada de medicina genómica, es sencillamente el uso rutinario del análisis genómico, de preferencia mediante el análisis directo del DNA, para mejorar la calidad de la atención médica (RELACIÓN DE LA GENÉTICA CON LA MEDICINA TRADICIONAL). Un efecto importante será la capacidad de predecir y prevenir diversas enfermedades, incluyendo las comunes como cáncer, hipertensión, diabetes y otras.

Nanomedicina Rama de la medicina que aplica conocimientos de nanotecnología en las ciencias y procedimientos médicos. Nanotecnología se podrá construir pequeños nanobots que serían un ejercito a nivel nanométrico en nuestro cuerpo, programados para realizar casi cualquier actividad, como prevenir o curar enfermedades al interior de la economía a nivel celular con fármacos, dispositivos e inclusive instrumentos moleculares ya atómicos. la evolución de las nanociencias deja entrever la posibilidad de diagnosticar y sanar, actuando directamente sobre los elementos fundamentales del ser vivo (las biomoléculas), por medio de herramientas de la talla adecuada (nanométrica).

1. Uma seringa hipodérmica com menos de meio milímetro de diâmetro introduz nanorrobôs no sistema sanguíneo 2. Nanorrobôs irão receber e enviar informações para uma central de comando fora do corpo 3. Uma espécie de serra minúscula retira a placa de colesterol do vaso sanguíneo 4. Uma mangueira a vácuo suga a placa de gordura para um recipiente seguro localizado dentro do nanorrobô

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR UNIDAD I: NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA

DEFINICION: Bios = vida. , logos = estudio La biología es la rama de las ciencias naturales que estudia la vida o más exactamente, los fenómenos vitales ( génesis, nutrición, desarrollo, reproducción, patogenia etc.) Se ocupa tanto de la descripción de las características y los comportamientos de los organismos individuales, como de las especies en su conjunto, así como de la reproducción de los seres vivos y de las interacciones entre ellos y el entorno. Evalúa sus estructura y dinámica funcional comunes a todos los seres vivos con el fin de establecer leyes que rigen la vida orgánica y los principios explicativos de ésta

La Biología esta comprendida por una serie de campos académicos, vistos como disciplinas interdependientes que junto estudian la vida en un gran rango de escalas, desde las células y sus componentes ,hasta las grandes poblaciones.

Aristóteles : fue el más grande naturalista de la Antigüedad, estudió y describió más de 500 especies animales; estableció la primera clasificación de los organismos que no fue superada hasta el siglo XVIII por Carl Linné. Carl Linné estableció una clasificación de las especies conocidas hasta entonces, basándose en el concepto de especie como un grupo de individuos semejantes. Agrupó a las especies en géneros, a éstos en órdenes y, finalmente, en clases. Propuso el manejo de la nomenclatura binominal,.El nombre científico sirve para evitar confusiones en la identificación y registro de los organismos. Charles Darwin, autor del libro denominado El Origen de las Especies. En él expuso sus ideas sobre la evolución de las especies por medio de la selección natural. Esta teoría originó, junto con la teoría celular y la de la herencia biológica, la integración de la base científica de la biología actual.

Gregor Mendel, quien hizo una serie de experimentos para estudiar cómo se heredan las características de padres a hijos, con lo que asentó las bases de la Genética. Utilizo arverjas para sus experimentos, porque son de fácil manejo: ocupan poco espacio, se reproducen con rapidez, muestran características fáciles de identificar entre los padres e hijos y no son producto de una combinación previa. Louis Pasteur demostró la falsedad de la generación espontánea al comprobar que un ser vivo procede de otro. Asentó las bases de la bacteriología, investigó acerca de la enfermedad del gusano de seda; el cólera de las gallinas y desarrolló exitosamente la vacuna del ántrax para el ganado y la vacuna antirrábica.

Genética: la herencia caracteres de una generación a otra. Niveles de Estudio 1) La escala atómica celular y molecular la estudian la BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR, la bioquímica y hasta cierto punto la genética. Bioquímica: rama de la química que estudia a los seres vivos a nivel de estructura y función de las macromoléculas y moléculas pequeñas presente en la célula Genética: la herencia caracteres de una generación a otra.

3) A nivel del desarrollo de un organismo individual 2) La escala Multicelular Fisiología. Anatomía . Histología. 3) A nivel del desarrollo de un organismo individual Biología del Desarrollo. La Etología: comportamiento Taxonomía, clasificación de especies con el fin de definir su relación evolutiva. .

Teorías del origen de la vida

Teoría Creacionista Autor: La Biblia Desde la antigüedad han existido explicaciones creacionistas que suponen que un dios o varios pudieron originar todo lo que existe. A partir de esto, muchas religiones se iniciaron dando explicación creacionista sobre el origen del mundo y los seres vivos.

Teoría de la Generación espontánea Aristóteles La vida era el resultado de interacción de la materia no viva, con fuerzas capaces de dar vida a lo que no tenía, a esta fuerza se la llamó ENTELEQUIA.

Johann B, van Helmont, 1667 "las criaturas tales como los piojos, garrapatas, pulgas, y gusanos, son nuestros huéspedes y vecinos, pero nacen de nuestras entrañas y excrementos. Porque si colocamos ropa interior llena d sudo junto con trigo en un recipiente de boca ancha, al cabo de 21 días el olor cambia y penetra a graves de las cáscaras del trigo, cambiando el trigo en ratones. Pero lo más notable es que estos ratones son de ambos sexos y se pueden cruzar con ratones que hayan surgido de manera normal...

EXPERIMENTOS CONTRA DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA Francesco Redi (1626-1698), que ideó un experimento sencillo y concluyente que consistió en colocar trozos de carne en frascos cerrados, y otros en frascos abiertos. Con este experimento Redi demostró que los gusanos no aparecían por generación espontánea, y que su presencia estaba relacionada con la posibilidad que tenían las moscas de llegar a la carne y los pescados.

EXPERIMENTOS CONTRA DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA Lazzaro Spallanzani demostró que en un frasco herméticamente cerrado que contenía caldo de carne no aparecían microosganismo mientras que en el que no estaba cerrado si lo hacían.

Teoría de Biogénesis Louis Pauster, 1862. Fue quien tiró abajo la teoría de la generación espontánea Es aquella teoría en la que la vida solamente se origina de una vida preexistente

Teoría Cosmozoica o Panespermia Svante Arrhenius, 1908. La vida llego a la Tierra en forma de esporas y bacterias provenientes del espacio exterior que, a u vez, se desprendieron de un planeta en la que existían.

Teoría abiogenística En la Tierra primitiva existieron determinadas condiciones de temperatura así como radiaciones del Sol que afectaron las sustancias que existían entonces en los mares primitivos. Dichas sustancias se combinaron dé tal manera que dieron origen a los seres vivos. Haldane-Oparin Teoría Físico química La corteza terrestre primitiva

El origen de la vida: un entendimiento científico La tierra tiene cerca de 4.65 billones de años de antigüedad. Para los primeros billones de años no tenemos registros de vida en el planeta.

La atmósfera temprana no pudo haber sido capaz de sostener la vida: H2 CO2 N2 H2S H2O CH4 NH3 Sin embargo: Produce: CHON(P)S Esto… podría haber sido el origen de las macromoléculas orgánicas?.

La teoría de Aleksandr Oparin dijo… “Si” “There is no fundamental difference between a living organism and lifeless matter. The complex combination of manifestations and properties so characteristic of life must have arisen in the process of the evolution of matter.” Recurso: www.daviddarling.info/encyclopedia/O/Oparin.html

La hipótesis de Oparín Si se asemeja las condiciones del ambiente terrestre primitivo se puede obtener la aparición de moléculas orgánicas producto de las reacciones químicas de ese ambiente. Miller en 1950 comprobó esto y llegó a producir los 20 aminoácidos experimentalmente Oparín consideró que los compuestos formados podrían estar separados del ambiente por alguna membrana los compuestos originales de la vida . Señalo que las mezclas de compuestos orgánicos pueden formar agrupaciones que él llamo Coacervados es un grupo de gotas microscópicas que se forma por atracción de moléculas. De una mezcla de proteínas y azúcar en agua, se pueden formar coacervados . Las gotas en el interior son moléculas de proteínas. Las moléculas de agua forman la capa exterior de estas gotas. Esta capa actúa como membrana. Para Oparín estas gotas sugerían la forma de una célula. http://courses.cm.utexas.edu/emarcotte/ch339k/fall2005/Lecture1/Slide16.JPG

Evolución química Primero lo que vive se compone mayormente de moléculas orgánicas complejas. La evolución química tuvo que haber producido tales moléculas a partir de bloques pequeños. - Segundo los sistemas de moléculas orgánicas en los organismos están en una capsula o rodeados como unidad separada. Estas unidades son las Células. Para que surja la vida también tenia que ocurrir la encapsulación de los materiales. Grandes reacciones en los mares, durante millones de años probablemente aparecieran los aminoácidos, nucleótidos que forman el DNA y RNA: llamada”sopa primordial”. La unión de unidades llegarían a formar largas cadenas formando moléculas más grandes las cuales a su vez llevarían a formación de muchas más.

La formación de molecular orgánicas a partir de bloques de construcción debe haber necesitado energía. Oparín sugiere fuentes de energía: *energía eléctrica de los relámpagos *energía radiante del sol, la energía térmica de los volcanes ¿de donde? proviene de la desintegración de sustancias radiactivas.

1954 H. Urey y S. Miller examinaron la hipótesis de que procesos al azar pudieran producir moléculas orgánicas complejas. *Experimento También se han realizado experimentos que han demostrado que se pueden formar coacervados y otros tipos similares de gotas llamados microesferas con muchas mezclas diferentes (liposomas). Estudios demostraron que tales gotas crecen al absorber más material, incluso forman yemas que crecen y luego se desprende formando gotas separadas. También se han demostrado que el tipo de moléculas que encontramos en los organismos vivos pueden haberse formado temprano en la historia de la tierra.

Biomoléculas

BIOELEMENTOS La materia viva esta compuesta por al menos 70 tipos de elementos (bioelementos), los cuales se caracterizan por poseer número atómico (Z) bajo y capas electrónicas externas incompletas: esto último los hace aptos para formar enlaces químicos, construyendo moléculas complejas, como las biomoléculas. De acuerdo a su abundancia relativa en los seres vivos, estos pueden ser clasificados en:

Primarios (C, H, O, N, P y S).- Componen el 99% de la materia viva, forman el “esqueleto” y otorgan las propiedades de las biomoléculas. Carbono Forma el esqueleto de absolutamente todas las biomoléculas, como glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Hidrogeno Comúnmente se encuentra unido al carbono o al nitrógeno determinando algunas propiedades en las biomoleculas

Oxigeno Presente en casi todas la moléculas biológicas como parte de su estructura. Bajo forma molecular es usado para el metabolismo oxidativo. Nitrogeno Forma diversos grupos funcionales como en las bases nitrogenadas de ADN y ARN y proteínas. Azufre Presente en cisteina y metionina, muchas proteínas y también en algunas sustancias como Coenzima A Fósforo Forma parte de los nucleótidos, que forman los ADN y ARN, coenzimas, fosfolipidos, etc.

Secundarios (Na, K, Ca, Mg y Cl).- Relacionados al equilibrio electrosmótico, son adquiridas en forma de sales. Magnesio Presente en la clorofila, actúa como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas. Calcio Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.

Sodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular. Potasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular. Cloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluído intersticial.

Oligoelementos: Cumplen funciones especificas, relacionadas a la actividad de enzimas (Fe, Cu, Zn, Mn, I, Ni, Co) presentes en trazas (0.1%) en casi todos los grupos de seres vivos. (Si, F, Cr, Li, B, Mo y Al) solo han podido ser encontrados en ciertos grupos animales. Hierro catalizador en rx químicas, forma parte de citocromos y hemoglobina que interviene en el transporte de oxígeno y respiración célular. Manganeso Interviene en la fotolisis del agua , durante el proceso de fotosintesis en las plantas.

Yodo Necesario para síntesis de la hormona tiroxina. Flúor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos. Cobalto Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina. Cromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre. Silicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas.

Zinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo. Litio Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones. Molibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas.

BIOMOLECULAS . Inorgánicas . Orgánicas Agua . Lípidos Sales minerales . Proteínas Algunos gases: O2, CO2, N2, ... . Carbohidratos . Ac. nucleicos ¿COMO SE ORGANIZAN LAS BIOMOLECULAS? Unión de átomos a través de ENLACES ¿Porque tiene funcionalidad?