Radiobiología

1. Radiobiología

2. Biología
Celular
La biología celular es el estudio de:
 La bioquímica de las células
 La estructura de la célula
 Los componentes celulares
 La comunicación celular con su entorno
 El metabolismo cellular (su ciclo de vida) y
 Las anomalías celulares.

3. Biología
Celular
Las células son las unidades básicas que realizan las funciones de los seres vivos,
por lo que se les llama los “bloques de construcción de la vida”.
Sus funciones principales incluyen:
 El metabolismo
 El crecimiento
 La irritabilidad (capacidad de un organismo o de una parte del mismo para
identificar un cambio negativo en el medio ambiente y poder reaccionar)
 La adaptabilidad
 La reparación
 La reproducción

4.  El cuerpo humano de un adulto consta de aproximadamente 100 billones (100 × 1012) de células.
 Estas células son diferentes en tamaño, forma y función.
 Con dimensiones entre 1 y 100 μm (10-6 m), excepto el óvulo humano o los óvulos.
 Las células tienen diferentes formas como esféricas, rectangulares o irregulares.
 Nuestro cuerpo consta de muchas células especializadas que incluyen células óseas, musculares, grasas, sanguíneas, endoteliales,
exocrinas, endocrinas y nerviosas. Sin embargo, todas las células tienen algunas similitudes en su estructura y actividades
metabólicas.

5.  Cuando muchas Células identicas están organizadas juntas es lo que se conoce como Tejido.
 Los tejidos se agrupan en cuatro tipos básicos, incluidos:
 Tejido conectivo (sostiene, protege y estructura otros tejidos y órganos del cuerpo. Almacena grasa,
ayuda a desplazar nutrientes y otras sustancias entre los tejidos y los órganos, además de reparar daños
en los tejidos)
 Tejido muscular (fibras musculares que se superponen unas con otras para permitir la contracción y así
mismo el movimiento y la fuerza). Se clasifica en liso y estriado:
 Músculo liso: se localiza en órganos como los intestinos, órganos reproductores, estómago, sistema
urinario, vasos sanguíneos y también en el órgano sensorial más grande del cuerpo (piel).
 Músculo estriado: se divide en el esquelético que se localiza en todos los músculos que cumplen
funciones voluntarias, es decir en extremidades superiores e inferiores, cabeza, cuello y tronco. En
cambio el cardíaco solo se localiza en el corazón, y es que le proporciona la capacidad contráctil que
permite el bombeo de la sangre hacia todas las partes del cuerpo.

6.  Tejido nervioso (conjunto de células especializadas que forman el sistema nervioso. Las funciones son
recibir, analizar, generar, transmitir y almacenar información proveniente tanto del interior del
organismo como fuera de éste. Regula diversas funciones orgánicas vitales como son la respiración, la
alimentación, la digestión, el sueño, etc. También es el origen de funciones muy complejas y abstractas
como el pensamiento, la memoria y el aprendizaje)
 Tejido epitelial (se caracteriza por tener células unidas y ordenadas en capas únicas o múltiples que no
contienen vasos sanguíneos. Recubren la parte externa del cuerpo y sirven de protección mecánica y
contra la pérdida de humedad. Los que revisten las superfícies internas del organismo tienen las
funciones de transporte, filtración, absorción, secreción y excreción. Son capaces de producir
secreciones)
 Varios tejidos organizados juntos para un propósito común forman un órgano.

7. Estructura de
laCélula
Todas las células vivas tienen tres partes básicas:
 Membrana celular
 Citoplasma con orgánulos celulares
 Núcleo con ADN
Las células se dividen en dos tipos:
 Las células procarióticas no tienen orgánulos unidos a la membrana.
Tienen ADN, pero no están unidos dentro del núcleo (Ejemplo: bacterias)
 Las células eucariotas son células más grandes y complejas. Tienen un
núcleo verdadero que contiene ADN, así como varios otros orgánulos
unidos a la membrana.

8. Componentes
de laCélula
Membrana celular o membrana plasmática
 La membrana celular es una membrana delgada, flexible y semipermeable. Es
una barrera que separa el citoplasma de su entorno exterior.
 Está compuesto por una bicapa de fosfolípidos, proteínas, algunos colesteroles y
carbohidratos.
Fosfolípidos están formados por una
cabeza que contiene un un grupo
fosfato y es hidrofílico (le gustan las
moléculas de agua) y una cola formado
por dos cadenas de átomos de
hidrógeno y carbono llamadas cadenas
de ácidos grasos y estas cadenas son
hidrofóbicas (no les gustan las
moléculas de agua).

9. Componentes
de laCélula
Membrana celular o membrana plasmática
Las funciones principales de la membrana celular son:
(1) Mantener la integridad física de la célula y
(2) Controlar el movimiento de partículas (iones o moléculas) por difusión a través
de canales iónicos, transporte activo a través de bombas de membrana,
endocitosis (dentro de la célula) y exocitosis (fuera de la célula) a través de
caveolas.

10. Componentes
de laCélula
Citoplasma
El citoplasma representa todo lo que hay dentro de la célula excepto el núcleo.
Tanto las moléculas orgánicas como las inorgánicas están presentes en el
citoplasma. Los principales procesos necesarios para la vida ocurren en el
citoplasma, como:
(1) La síntesis de proteínas,
(2) La respiración celular
(3) El metabolismo (Metabolismo = Catabolismo + Anabolismo)

11. El citoplasma tiene tres elementos principales:
(1) Citosol: material transparente, espeso y gelatinoso que
consta de agua, sales y moléculas orgánicas.
(2) Inclusiones citoplasmáticas: Pequeñas partículas de
sustancias insolubles, como minerales, microtúbulos (el
citoesqueleto de la célula) y gotitas de lípidos (compuestos
de lípidos y proteínas) presentes en el cytosol.
(3) Orgánulos: Los orgánulos (órganos pequeños) son
subestructuras de la célula, que incluyen mitocondrias,
retículo endoplásmico, ribosomas, aparato de Golgi,
lisosomas y peroxisomas, vacuolas y centrosomas.

12. Mitocondria La mitocondria es un orgánulo que forma parte de nuestras células, con una forma
ovoidal, que tiene como principal función ser la unidad de producción de energía
para las mismas.
Están formadas por una doble membrana. La membrana externa es lisa pero la
interna forma unos pliegues o crestas, que aumentan su superficie y permiten que
se distribuyan en ellas muchas proteínas enzimáticas y de transporte, entre ellas,
las que forman los complejos enzimáticos de la cadena respiratoria destinados a la
producción de energía.

13. Retículo
endoplasmático
El retículo endoplásmico (RE) es una red interconectada de túbulos, vesículas
(cámaras de reacción química celular para organizar sustancias celulares) y
cisternas (sacos aplanados) dentro de las células.
Las funciones del retículo endoplásmico son la síntesis y exportación de proteínas y
lípidos de membrana.
 El RE rugoso consiste en una gran cantidad de ribosomas, que le dan una
apariencia rugosa. Pero los ribosomas no están presentes en el RE liso. La
función principal del RE rugoso es la síntesis de proteínas (enzimas).
 El RE liso sintetiza lípidos y esteroides, metaboliza carbohidratos y regula la
concentración de calcio y el metabolismo de fármacos (también inactivación de
fármacos).

14. Ribosomas
Los ribosomas son los sintetizadores de proteínas de la célula.
Los ribosomas constan de dos componentes principales:
 La subunidad ribosómica pequeña, que lee el ARN, y
 La subunidad grande, que une los aminoácidos para formar una cadena
polipeptídica (proteína).
Los ribosomas se encuentran en:
(1) el citosol en el citoplasma,
(2) el retículo endoplásmico para producir proteínas que se usarán dentro de la
célula y
(3) la membrana nuclear para sintetizar proteínas que se liberan en el espacio
perinuclear.

15. Aparato deGolgi
El aparato de Golgi es una serie de estructuras aplanadas en forma de disco (o
cisternas) ubicadas cerca del retículo endoplásmico.
El aparato de Golgi recibe proteínas y lípidos (grasas) del retículo endoplásmico.
Luego, modifica algunas de esas proteínas y lípidos, y los clasifica, concentra y
empaqueta en gotitas selladas llamadas vesículas de Golgi.
Según el contenido, estas vesículas se transfieren a:
(1) el citoplasma de la célula para la creación de lisosomas,
(2) la membrana plasmática de la célula y
(3) fuera de la célula para la secreción.

16. Lisosomas y
Peroxisomas  Los lisosomas son organelos de una sola membrana que contienen
enzimas digestivas. Digieren orgánulos en exceso o desgastados,
partículas de alimentos, células muertas, materiales extraños, virus
y bacterias.
 Los peroxisomas contienen al menos 50 enzimas y están
separados del citoplasma por una membrana de bicapa lipídica
única, pequeña y redondeada. Se llaman peroxisomas porque
todos producen peróxido de hidrógeno al romper moléculas
orgánicas.

17. Vacuolas
Las vacuolas son burbujas de almacenamiento presentes en todas
las células. Las vacuolas almacenan alimentos o nutrientes
necesarios para que una célula sobreviva. También pueden
almacenar productos de desecho para proteger otras partes de las
células de la contaminación.

18. Centrosomas
 Los centrosomas están compuestos por dos centriolos (estructuras cilíndricas
ubicadas cerca del núcleo) y pueden producir microtúbulos (componente clave
del citoesqueleto) de una célula.
 Durante la división celular, el par de centríolos se
separan entre sí. Durante este proceso, se forman
finas fibras citoplásmicas del huso entre los centríolos.
 Estas fibras del huso están conectadas al cromosoma
específico para distribuir el número de cromosomas
entre dos células hijas por igual.

19. Núcleo
Núcleo es el centro de información de la célula.
Tiene forma esférica, flota en el citoplasma y se encuentra generalmente
cerca del centro de la célula.
Consiste:
 Membrana nuclear con poros: bicapa fosfolipídica, localizada
alrededor del contenido del núcleo y se conecta con RER. Los
poros que posee controlan el movimiento de macromoléculas
como proteínas y ARN del núcleo al protoplasma y viceversa. Es
un pasaje de agua, iones, ATP y pequeñas moléculas. Además,
mantiene la forma del núcleo y controla la información de la
célula (información llevada por las macromoléculas).

20. Núcleo
 Nucleoplasma: Fluido altamente viscosa presente dentro de la
membrana nuclear. Esta hecho mayormente de agua, mezcla de varias
biomoléculas tales como nucléotidos (building blocks de ácidos nucleicos)
y enzimas, y también iones disolventes. Es responsable del transporte de
biomoléculas que son importantes para la función celular.
 Organelos subnucleares: Son regiones especializadas o cuerpos
pequeños no membranosos que contienen proteínas y ARN. Incluye:
 Nucleolos: Mayor sitio de síntesis y ensamble de ribosomas.
 Cajal bodies: Son encontrados en el núcleo de células
proliferativas (embrionicas o tumorales o células
metabólicamente activas).
 Speckles: están enriquecidas en factores de empalme (splicing)
de ARN pre-mensajero y se localizan en las regiones de
intercromatina del nucleoplasma.

21. Núcleo
 ADN: Biomolécula con forma de espiral que tiene una estructura doble
hélice. Hace la asociación de cromosomas con proteínas. Consiste en
cadenas de unidades de nucleótidos. Cada unidad de nucleótido contiene
tres componentes: el azúcar desoxirribosa, un grupo fosfato y una base
que contiene nitrógeno, ya sea purina o pirimidina. La adenina (A) y la
guanina (G) son bases de purina. La citosina (C) y la timina (T) son bases
de pirimidina.

22. ElADN tiene cuatro funciones principales:
(1) Contiene el modelo para la producción de
proteínas/enzimas.
(2) Regula la síntesis de proteínas.
(3) Lleva la informacón genética durante la división celular,
(4) Transmite esa información de los organismos parentales a
su descendencia.
Incluso si el ADN controla la síntesis de proteínas, sus
funciones son controladas por las proteínas también. Todas las
funciones del ADN son apoyadas/respaldadas por el ARN.

23.  El ARN se sintetiza en el núcleo tomando ADN como
molde por la acción de una enzima ARN polimerasa
(proteína). Este proceso se conoce como transcripción.
 El ARN se encuentra en los nucléolos, el citoplasma y
algunos ribosomas celulares.
 A diferencia del ADN, el ARN consta de una cadena de
nucleótidos más corta, de cadena sencilla, que
contiene azúcar ribosa (desoxirribosa en el ADN) y la
base complementaria de la adenina es el uracilo (timina
en el ADN).

24. Hay tres subunidades de ARN:
 El ARN mensajero (ARNm) es el ARN que transporta
información desde el ADN hasta el ribosoma (en el
protoplasma) para la síntesis de proteínas (conocida como
traducción) en la célula.
 El ARN de transferencia (ARNt) es una pequeña cadena de
ARN de aproximadamente 80 nucleótidos que transfiere un
aminoácido específico a una cadena polipeptídica en
crecimiento en el sitio ribosomal de síntesis de proteínas
durante la traducción.
 El ARN ribosómico (ARNr) ayuda en la unión del ARN
mensajero al ribosoma.

25. CicloCelular
Inicialmente, el ciclo celular se divide en dos fases
principales:
(1) Interfase: la célula se prepara para la división
mediante el crecimiento celular y la replicación del
ADN de manera ordenada.
(2) Fase M (mitosis o meiosis).

26. La interfase se divide además en tres fases:
(1) La fase G1: la célula es metabólicamente activa y
crece continuamente mediante la síntesis de
componentes (como proteínas) necesarios para la
síntesis de ADN.
(2) La fase S (fase de síntesis de ADN): La
síntesis/replicación del ADN tiene lugar en el
núcleo y el centríolo también se duplica en el
citoplasma. Entonces, la cantidad de ADN por
célula se duplica durante la fase S.
(3) La fase G2: Las proteínas se sintetizan para
preparar la célula para la división celular, por lo
que la célula crece continuamente
Incluye alrededor de 8 a 10 horas para la fase G1
(larga), 5 a 6 horas para la fase S, 6 a 8 horas
para la fase G2 (en total 18-20 horas para la
interfase), y unas 2 horas para la división celular
en la fase M.

27. DivisiónCelular
Mitosis
La mitosis se divide en las siguientes cuatro etapas:
 Profase: Los materiales cromosómicos se condensan.
Luego, el centríolo, que se ha duplicado durante la fase
S del ciclo celular, ahora comienza a moverse hacia los
polos opuestos de la célula. Por lo tanto, al final de la
profase, la membrana nuclear comienza a desaparecer
y el nucléolo ya no es visible.
 Metafase: Los cromosomas emparejados se alinean en
el ecuador de la célula, donde los centrómeros se
orientan hacia el ecuador, mientras que las cromátidas
se orientan hacia los polos. Las fibras del huso de cada
centríolo se adhieren a los centrómeros de los
cromosomas. La membrana nuclear desaparece por
completo.

28. División
Celular
 Anafase: Los centrómeros se dividen y, por lo tanto, las dos cromátidas
hermanas se separan. Esto se conoce como segregación cromosómica o
cariocinesis. Luego, estas cromátidas comienzan a moverse hacia los polos
opuestos.
 Telofase: Los grupos de cromosomas se forman en los polos opuestos del huso
y parecían ser elementos mucho más largos, delgados e indistintos
(descondensados). Las fibras del huso desaparecen. La envoltura nuclear se
ensambla alrededor de los grupos de cromosomas. También se reforman el
núcleo olus, el complejo de Golgi y el ER.
Le sigue la división del citoplasma,
que se conoce como citocinesis. Por
tanto, al final de la mitosis, la célula
parental se divide en dos células hijas
con la misma información genética.

29. DivisiónCelular
Meiosis
La división celular meiótica se clasifica en dos secuencias
principales. Son (1) Meiosis I y (2) Meiosis II.
Tanto la Meiosis I como la Meiosis II constan de cuatro fases
principales:
 Profase I: los cromosomas homólogos se condensan aún más y se
emparejan. Se produce el entrecruzamiento de cromosomas. Las
fibras del huso se forman entre los centríolos, que se mueven hacia los
polos opuestos.
 Metafase I: Los cromosomas bivalentes se alinean a lo largo del
ecuador del huso donde los centromeros se orientan hacia los polos
mientras que las cromátidas se orientan hacia el ecuador. Los
microtúbulos de los polos opuestos del huso se unen al par de
cromosomas homólogos.

30.  Anafase I: los pares de cromosomas homólogos se separan
y se desplazan hacia polos opuestos. Pero, las cromátidas
hermanas permanecen asociadas en sus centrómeros.
 Telofase I: reaparecen la membrana nuclear y el nucléolo, y
sigue la citocinesis. Cada célula recibe material
cromosómico intercambiado de cromosomas homólogos.
 Profase II: Los cromosomas se condensan de nuevo. Las
fibras del huso se forman entre centríolos que se mueven
hacia polos opuestos.

31.  Metafase II: el aparato del huso de los microtúbulos se une a los
cromosomas. Los cromosomas se alinean en el ecuador a lo largo
del huso.
 Anafase II: comienza con la división simultánea del centrómero de
cada cromosoma (que mantenía unidas a las cromátidas
hermanas), lo que les permite moverse hacia los polos opuestos de
la célula.
 Telofase II: la meiosis termina con la telofase II en la que los dos
grupos de cromosomas quedan encerrados una vez más por una
envoltura nuclear y la citocinesis da como resultado la formación
de cuatro células nietas haploides (la mitad del número original de
cromosomas).