Temario gratis › Biología - 2.º Bachillerato

Catabolismo y anabolismo, enzimas

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Introducción

La catabolismo y el anabolismo son procesos biológicos cruciales para el mantenimiento del cuerpo. El catabolismo es el proceso en el que los cuerpos destruyen las moléculas para liberar energía, mientras que el anabolismo es el proceso opuesto, en el que se forman moléculas para el almacenamiento de energía. Este contenido se centra en cómo estas procesos funcionan en el organismo y cómo pueden afectar la salud.

Explicación

La catabolismo y el anabolismo son dos procesos biológicos clave que desempeñan un papel vital en la sustentación del organismo. En el catabolismo, las moléculas de los alimentos se destruyen para liberar la energía necesaria para el mantenimiento del cuerpo. Por otro lado, en el anabolismo, las moléculas se forman para la almacenación de energía y la construcción de estructuras.

Ejemplo

Ejemplo: La catabolismo de glucosa se desarrolla en el hígado para formar ácidos grasos y proteínas, mientras que el anabolismo de aminoácidos se desarrolla en el músculo para formar proteínas y aminoácidos.

Ejercicios

¿Qué diferencia principal hay entre catabolismo y anabolismo?

¿Cuál es la función de las enzimas en las reacciones metabólicas?

Material adicional

Microbiología

La microbiología es la ciencia que estudia los microorganismos: seres vivos de tamaño microscópico, incluyendo bacterias, arqueas, virus, hongos microscópicos, algas unicelulares y protozoos. Los microorganismos desempeñan papeles fundamentales en los ecosistemas y tienen numerosas aplicaciones biotecnológicas.

Las bacterias

Las bacterias son organismos procariotas unicelulares. Son los seres vivos más abundantes del planeta.

Estructura:

• Pared celular: Estructura rígida que rodea la membrana. En bacterias Gram positivas tiene una capa gruesa de peptidoglucano (se tiñen de violeta con la tinción de Gram). En bacterias Gram negativas tiene una capa fina de peptidoglucano y una membrana externa con lipopolisacáridos (se tiñen de rosa). Esta distinción es crucial para elegir el antibiótico adecuado.

• Membrana plasmática: Similar a la de eucariotas pero sin colesterol. Contiene las enzimas de la cadena respiratoria (no tienen mitocondrias).

• Citoplasma: Contiene ribosomas 70S, inclusiones de reserva y el nucleoide (ADN circular, sin membrana nuclear).

• Plásmidos: Pequeños ADN circulares extra que confieren ventajas (resistencia a antibióticos, capacidad de degradar sustancias).

• Cápsula: Capa mucosa externa (en algunas bacterias). Protege contra la fagocitosis y la desecación.

• Flagelos: Apéndices para la locomoción.

• Pili/fimbrias: Apéndices cortos para la adhesión (fimbrias) o transferencia de ADN (pili sexuales, conjugación).

Formas bacterianas: Cocos (esféricos), bacilos (alargados), vibrios (coma), espirilos (espiral rígida), espiroquetas (espiral flexible).

Reproducción: Las bacterias se reproducen asexualmente por fisión binaria (bipartición). También tienen mecanismos de transferencia horizontal de genes:

• Transformación: Captación de ADN libre del medio.

• Transducción: Transferencia de ADN mediante bacteriófagos (virus que infectan bacterias).

• Conjugación: Transferencia directa de plásmidos de una bacteria a otra a través de pili sexuales.

Los virus

Los virus no son células ni se consideran seres vivos, ya que no tienen metabolismo propio. Son parásitos intracelulares obligados: solo se reproducen dentro de una célula hospedadora.

Estructura:

• Ácido nucleico: ADN o ARN (nunca ambos), monocatenario o bicatenario, lineal o circular.

• Cápsida: Cubierta proteica formada por capsómeros. Simetría icosaédrica (adenovirus), helicoidal (virus del tabaco TMV) o compleja (bacteriófago T4).

• Envoltura lipídica (algunos): Derivada de la membrana de la célula hospedadora (virus de la gripe, VIH, SARS-CoV-2). Los virus con envoltura son más sensibles a jabones y detergentes.

Clasificación (Baltimore): Según el tipo de ácido nucleico y la estrategia de replicación:

Grupo	Genoma	Ejemplo
I	ADN bicatenario (dsDNA)	Herpes, adenovirus, viruela
II	ADN monocatenario (ssDNA)	Parvovirus
III	ARN bicatenario (dsRNA)	Rotavirus
IV	ARN monocatenario + (ssRNA+)	Coronavirus (SARS-CoV-2), polio, hepatitis A
V	ARN monocatenario − (ssRNA−)	Gripe, Ébola, sarampión
VI	ARN que retrotranscribe (ssRNA-RT)	VIH (retrovirus) → transcriptasa inversa → ADN
VII	ADN que retrotranscribe	Hepatitis B

Ciclos de reproducción viral:

• Ciclo lítico: El virus infecta la célula, toma el control de la maquinaria celular, replica su genoma, sintetiza sus proteínas, ensambla nuevos viriones y lisa (destruye) la célula para liberarlos.

• Ciclo lisogénico: El ADN viral se integra en el cromosoma de la célula hospedadora (se llama profago) y se replica junto con él. Puede permanecer latente durante generaciones y activarse (pasar al ciclo lítico) bajo ciertas condiciones (estrés, radiación UV).

Importancia de los microorganismos

Beneficios:

• Descomponedores: Reciclan nutrientes en los ecosistemas.

• Industria alimentaria: Fermentación: yogur y queso (Lactobacillus, Streptococcus), cerveza y pan (Saccharomyces cerevisiae, levadura), vino, vinagre.

• Industria farmacéutica: Producción de antibióticos (Penicillium → penicilina), vitaminas, enzimas, proteínas recombinantes (insulina).

• Medio ambiente: Biorremediación, tratamiento de aguas residuales, biocombustibles.

• Investigación: E. coli es el organismo modelo más utilizado en biología molecular.

• Microbiota humana: Bacterias simbiontes esenciales (digestión, síntesis de vitaminas K y B, protección contra patógenos).

Perjuicios: Enfermedades infecciosas (ya estudiadas), deterioro de alimentos, corrosión de materiales, producción de toxinas.

📌 Recuerda

Bacterias: procariotas con pared de peptidoglucano (Gram + / Gram −), ADN circular, ribosomas 70S, fisión binaria. Virus: no son células, parásitos intracelulares obligados, ADN o ARN + cápsida ± envoltura. Ciclo lítico (destruye la célula) y ciclo lisogénico (integración como profago).

🔬 Actividad de laboratorio

Tinción de Gram:
1. Prepara frotis bacterianos en portaobjetos (cultivos de bacterias conocidas).
2. Fija al calor y aplica el protocolo de tinción de Gram:
  a) Cristal violeta (1 min) → todas se tiñen de violeta.
  b) Lugol (1 min) → fija el colorante.
  c) Alcohol-acetona (30 s) → decolora las Gram negativas.
  d) Safranina (1 min) → tiñe de rosa las Gram negativas.
3. Observa al microscopio (1000x con aceite de inmersión).
4. Clasifica las bacterias como Gram positivas (violetas) o Gram negativas (rosas).
5. Dibuja y describe las formas observadas (cocos, bacilos...).

🤔 ¿Sabías que...?

El cuerpo humano contiene aproximadamente la misma cantidad de bacterias que de células humanas (unos 38 billones). La microbiota intestinal pesa entre 1 y 2 kg e influye en la digestión, el sistema inmunitario, el estado de ánimo e incluso en el peso corporal. Se la considera un «órgano» más del cuerpo humano.

✏️ Ejercicios

1. Describe la estructura de una bacteria tipo. ¿Qué diferencia hay entre Gram positivas y Gram negativas?

2. ¿Qué son los plásmidos? ¿Por qué son importantes en ingeniería genética?

3. Describe los tres mecanismos de transferencia horizontal de genes en bacterias.

4. ¿Por qué los virus no se consideran seres vivos?

5. Dibuja la estructura de un virus con envoltura y otro sin envoltura. Rotula sus partes.

6. ¿Qué diferencia hay entre el ciclo lítico y el ciclo lisogénico?

7. Clasifica los virus según la clasificación de Baltimore. Pon un ejemplo de cada grupo.

8. ¿Qué es un retrovirus? ¿Qué enzima especial tiene? ¿Por qué es difícil combatir al VIH?

9. Nombra cinco aplicaciones beneficiosas de los microorganismos.

10. ¿Qué es la microbiota humana? ¿Por qué es importante para nuestra salud?

📋 Resumen de la lección

Bacterias: procariotas, pared de peptidoglucano, Gram +/−, reproducción por fisión binaria.
Transferencia horizontal de genes: transformación, transducción, conjugación.
Virus: ADN o ARN + cápsida ± envoltura. Parásitos intracelulares obligados.
Clasificación de Baltimore: 7 grupos según tipo de genoma.
Ciclo lítico: lisis celular. Ciclo lisogénico: integración como profago.
Microorganismos beneficiosos: descomponedores, fermentación, fármacos, biorremediación, microbiota.

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