MODULO III UNIDAD 4 CAPITULO 3
2. PROCESOS HETEROTROFOS
Las c�lulas heter�trofas son en muchos sentidos lo contrario de las
aut�trofas. Necesitan alimentarse de sustancias org�nicas, t�picamente
az�cares, como fuente de energ�a (regla 2) y de algunos amino-�cidos
esenciales, vitaminas, etc. que no consiguen sintetizar o que por
errores evolutivos han perdido la capacidad de sintetizar. Se las
tienen que producir otras "f�bricas" aut�trofas y/o heter�trofas, segun sea su oficio. Si
el oficio del organismo es el de herb�voro, necesita de aut�trofos.
Si es carn�voro, necesita de heter�trofos. Si es descomponedor, puede
ser uno de ambos y en algun caso, los dos. Este es el motivo por el
cual se forman las cadenas alimentarias o tr�ficas.
"FABRICAS" HETEROTROFAS EN HERBIVOROS. No hay una t�pica "f�brica"
herb�vora: son "complejos o parques industriales". No podemos encontrar
en el ganado bovino o lanar ninguna c�lula bovina o lanar que reciba
pasto y genere leche o lana. Encontramos, s�, en los tres o cuatro est�magos de los rumiantes
otras f�bricas unicelulares, denominados bacterias y protistas celulosol�ticos,
que son las verdaderas f�bricas heter�trofas herb�voras, aunque la
leche no es el producto final. En cambio lo es el �cido ac�tico,
el propi�nico, etc ("�cidos grasos livianos").
BACTERIAS, PROTISTAS
Pasto ------------------------------------ Acidos grasos livianos+
otros
BOVINO Acidos
grasos livianos------------------------------------ Lactosa + Crema
+ otros
Queda claro que el bovino, por ejemplo, es un complejo indus- trial. Dentro
de sus est�magos viven bacterias y protistas que reciben pasto y
dan �cido ac�tico y el bovino propiamente, recibe ese �cido ac�tico
y lo transforma fundamentalmente en leche. Si se le mete un tubo por
la boca a la vaca que llegue hasta los est�magos y por ese tubo
se la alimenta de vinagre (�cido ac�tico), la transformaci�n de
vinagre en leche es espectacular. Lynn
Margulis nos ense�a que la c�lula eucarionte moderna era una c�lula con
DNA fragmentado primitiva + un simbionte procarionte, la mitocondria, que
le permite aprovechar el ox�geno t�xico.
Por analog�a, el bovino es un mam�fero + m�ltiples simbiontes celulosol�ticos
en sus est�magos, que le permiten aprovechar los pastizales de celulosa
generalmente indigerible, adem�s de los az�cares digeribles. Estos
casos de simbiosis de un ser viviente m�s grande que digiere sus alimentos
con la ayuda de seres vivientes m�s chicos, son habituales. Es dif�cil
encontrar en la naturaleza, seres m�s avanzados que no sean parasitados
por organismos de menor tama�o.
PRIMER TIPO DE FABRICAS ANAEROBIAS EN HERBIVOROS La ingesta es de
az�cares, celulosa, urea y otras fuentes de nitr�geno no proteico
y prote�na. En el rumen vacuno
CELULOSA
-------------------->> ACIDOS GRASOS RAMIFICADOS + CH4
OTROS UREA-------->>
NH3 ------->>-AMINO-ACIDOS------>>PROTEINA UNICELULAR
TA
ROGERS THE METABOLISM OF RUMINANTS SCI AMER 198(2),34-38,1958
Por proteina unicelular se entiende la que constituye la biomasa del
microoganismo. Debe destacarse que la urea no se elimina con la orina
sino que se incorpora a la saliva, con lo cual el bolo alimenticio
contiene una dosis adicional de nitr�geno para los organismos del
rumen, que con ella sintetizan sus propias prote�nas. As� se
explica que los rumiantes sobrevivan con escasa ingesta de nitr�geno
proteico y que no necesiten amino �cidos esenciales.
SEGUNDO TIPO DE FABRICA AEROBIA EN HERBIVOROS ----- energia
+ CO
ACIDOS GRASOS LIVIANOS ----- lactosa, crema, otras grasas PROTEINA
UNICELULAR --AA --------S�ntesis de tejidos urea
residual a la saliva
AA significa amino-�cidos.
El elefante, el hipop�tamo,el rinoceronte, la jirafa, el equino,
la llama, la oveja, las aves de corral, los colibr�s, muchos monos,
muchos lagartos, las abejas, los termes, son todos ellos similares
al bovino en que nunca ingieren carne. La contribuci�n de los
herb�voros es absolutamente esencial para generar una cadena tr�fica
importante, porque los carn�voros jam�s podr�an llegar a utilizar
directamente la energ�a solar acumulada por los fotosintetizadores.
Si alguna especie superase en hip�tesis esa situaci�n, sus individuos
acabar�an comi�ndose entre ellos hasta extinguirse. Elabore usted
la idea de que si no hubiera habido herb�voros antes, los carn�voros no
hubiesen podido aparecer sobre la corteza terrestre. Pero ya hemos
estudiado que los carn�voros son indispensables para reciclar con
rapidez los herb�voros que mueren (lectura 34) Reflexione
sobre las dos fotos del petiso
engull�ndose al grandote. (p�g.---) Contestaci�n al final de m�dulo.
FABRICAS HETEROTROFAS EN CARNIVOROS. Estas f�bricas son las que, comparativamente,
tienen menos problemas, pues entre los materiales que reciben se encuentran todos los
necesarios, sin necesitar suplementos ni factores de crecimiento.
Como las estructuras que ingieren son muy similares a las estructuras que
ellas mismas edifican, toda la tarea es desconstruir las cadenas
de biomol�culas ingeridas para reconstru�r o encadenar de vuelta
las biomol�culas seg�n las indicaciones del mensaje gen�tico propio. Esto se suele
hacer en distintos tejidos del mismo organismo por divisi�n de
trabajo. Por eso se�alamos antes que las f�bricas aportan materiales
a otras alejadas de las primeras. Los materiales m�s complicados de proveer,
que son los amino-�cidos, que se obtienen mediante las proteasas presentes
en todo organismo vivo. Las grasas de las carnes ingeridas son
f�ciles de mantener como reserva. Recordemos que las grasas acumulan
el doble de energ�a aprovechable que los gl�cidos o los pr�tidos.
As� que metab�licamente, la tarea de las f�bricas ubicadas en carn�voros
es la m�s aliviada. Por otro lado, no todas son ventajas para los
carn�voros, como lo muestra la pir�mide alimentaria, fig.----.
UN EQUIPO TRASCENDENTAL EN TODAS LAS FABRICAS EUCARIONTES: LAS MITOCONDRIAS
La c�lula-f�brica tiene org�nulos o equipos muy interesantes, fig.MGHSTE
T2. p�g 612 Son ellos la membrana celular que limita el
sitio de las f�bricas (el cerco), el flagelo con sus microt�bulos
en la disposici�n 9 + 2, o----------, el cuerpo basal y centr�olo
con sus microt�bulos en la disposici�n por tripletes, o ---- ------, los
poros octogonales o --------------, los nucleolos o ------------------,
las lisosomas o ----------------------, los cromosomas
o mensajes maestros de la informaci�n sobre duplicaci�n, los
ret�culos endoplasm�ticos con los ribosomas o talleres de confecci�n
de prote�nas seg�n plano, los componentes de Golgi o --------------------,
y las mitocondrias o acumuladores de ATP. No podemos ignorar este
equipo b�sico de la f�brica. mghste t2 p612.
En todas las f�bricas consideradas, la energ�a se obtiene directamente
del sol o indirectamente de reservas qu�micas, por v�a ya sea anaer�bica o aer�bica. En las f�bricas
aer�bicas, la moneda con la cual se contabiliza la energ�a es el
ATP (adenosin-tri-fosfato). Ella configura la caldera y se sintetiza
enzim�ticamente a trav�s de cierto n�mero de reacciones de oxidaci�n de
diversos ingredientes asimilados y combinados al final en este compuesto
qu�mico, el ATP, que no deja que suba la temperatura al oxidarse. Es
un sistema autoorganizado tal, que si hay mucho material a oxidar,
en lugar de subir la temperatura, perderse como calor y arruinar los
materiales de f�brica, sube el inventario de ATP, la moneda de energ�a.
Cada vez que en una f�brica se precisa energ�a, se acude a ese
inventario de ATP. A veces la selecci�n natural encontr� mejores
maneras de efectuar reacciones; mejor significa con menos ATP. Las
f�bricas que hacen lo mismo que otras, con menos ATP, tienen obviamente
mayor valor de supervivencia si todos los dem�s factores fuesen iguales.
Como un ejemplo vamos a considerar el inventario de ATP y las reservas
de grasas de la f�brica. La grasa es b�sicamente CHO, no tiene N. Cuando
le llega grasa a una f�brica desde el entorno, el O y el H se transforman
en agua y el C se transforma en CO2 . La moneda de energ�a
aumenta su inventario: hay m�s ATP. Un qu�mico explicar�a que la oxidaci�n
de la grasa es exot�rmica o exoerg�nica, o sea que genera energ�a.
Pero ahora sucede que la f�brica tiene problemas con su cerco, con
motivo de cambios de temperatura, del engorde y de las duplicaciones en
marcha; y tiene que fabricar urgentemente ciertos tipos de grasas insaturadas
(ver p�g.----). Busca ATP del inventario y con mol�culas sencillas
de CHO recombina la grasa necesaria segun las indicaciones que est�n en los planos
de obra, oportunamente disponibles. Los planos de obra son las biomol�culas
inform�ticas de RNA-m. Pero la f�brica se encuentra tambien en plena
tarea de emplear CHO para fabricar carbohidratos y de emplear CHON
con f�sforo (P), azufre (S), etc., para fabricar prote�nas, DNA, RNA.
Con lo cual se entiende que los �tomos de CHNPS est�n continuamente interviniendo
en estructuras que se arman y desarman con la libertad que les
da un buen inventario de ATP y una buena eficiencia en su uso.
La f�brica sigue con sus tareas comandadas por el mensaje gen�tico
puesto que aunque todas las enzimas y prote�nas estructurales se armen
y desarmen, se fabrican siempre igual pues el mensaje gen�tico es
siempre igual. Esto result� ser asombroso para los qu�micos de �pocas en
que nada se sab�a de la homeocaja y mecanismos similares. Las
macromol�culas de los laboratorios eran siempre diferentes, m�s
cortas, m�s insaturadas, m�s ramificadas, que otras de la misma experiencia. Las
de la vida eran siempre iguales, de igual peso molecular, etc. Explique
usted el por qu� de esa diferencia que asombraba a los qu�micos. CAFDM.-
LECTURA 57
J. TYLER BONNER, P 177
En el caso de las plantas carn�voras siguen siendo fotosint�ticas
y desarrollan proteasas como los animales con las cuales acceden
a fuentes de f�sforo y de azufre que son su recurso escaso. CRITICA
La idea de dividir las c�lulas entre aut�trofas y heter�trofas y
dentro de �stas en herb�voras y carn�voras no es del todo defendible, pues
esas c�lulas pertenecen a organismos que tienen muchos tejidos que
muy poco se enteran si el organismo es de un tipo u otro. El tejido
pulmonar, o el circulatorio, o el hep�tico, o el conjuntivo, no
difiere demasiado en un mam�fero herb�voro y un mam�fero carn�voro. Sin
embargo hay decenas y a�n centenas de tejidos diferentes, que mal
se podr�an siquiera listar en un texto como �ste. Entre los animales
las c�lulas se dividen fundamentalmente en dos clases, c�lulas
fijas y m�viles. -
LECTURA 58
ALEXIS CARREL - LA INC�GNITA DEL HOMBRE, Joaqu�n Gil, 1953
Al considerar las diferentes maneras como fluyen de un lado al otro
las c�lulas que durante el estado embrionario son precursoras de los
nuevos �rganos a formar, merecer�an ser clasificadas de m�viles. Hay
que tener en cuenta que las prote�nas adhesivas CAM no existen primitivamente
pero que a una cierta altura empiezan a ser genradas, momento en que
act�an como freno a los desplazamientos y empiezn a fijarse los diferentes
�rganos. El tiempo del cual disponen las c�lulas para reacomodarse
se debe aprovechar plenamente, por lo cual las etapas embrionarias
iniciales tienen una din�mica realmente �gil.
CONCLUSIONES RAZONADAS
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