ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA

1. INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA

La biología (del griego «βίος» bios, vida, y «λóγος» logos, razonamiento, estudio, ciencia) es una rama de las ciencias naturales que tiene como objeto de estudio a los seres vivos y, más específicamente, su origen, su evolución y sus propiedades: génesis, nutrición, morfogénesis, 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. De este modo, trata de estudiar la estructura y la dinámica funcional comunes a todos los seres vivos, con el fin de establecer las leyes generales que rigen la vida orgánica y los principios explicativos fundamentales de ésta.

La palabra «biología» en su sentido moderno parece haber sido introducida independientemente por Gottfried Reinhold Treviranus (Biologie oder Philosophie der lebenden Natur, 1802) y por Jean-Baptiste Lamarck (Hydrogéologie, 1802). Generalmente se dice que el término fue acuñado en 1800 por Karl Friedrich Burdach, aunque se menciona en el título del tercer volumen de Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geología, biología, phytologia generalis et dendrologia, de Michael Christoph Hanov y publicado en 1766.

CIENCIAS AUXILIARES DE LA BIOLOGIA

Antropología: estudio del ser humano como entidad biológica. Botánica: estudio de los organismos fotosintéticos (varios reinos). Micología: estudio de los hongos. Embriología: estudio del desarrollo del embrión. Microbiología: estudio de los microorganismos. Fisiología: estudio de la función corporal de los organismos Genética: estudio de los genes y la herencia. Evolución: estudio el cambio y la transformación de las especies a lo largo del tiempo. Histología: estudio de los tejidos. Ecología: estudio de los organismos y su relación. Etología: estudio del comportamiento de los seres vivos. Paleontología: estudio de los organismos que vivieron en el pasado. Anatomía: estudio de la estructura interna y externa de los seres vivos. Taxonomía: estudio que clasifica y ordena a los seres vivos. Filogenia: estudio de la evolución de los seres vivos. Virología: estudio de los virus. Citología: estudio de las células. Zoología: estudio de los animales. Biología epistemológica: estudio del origen filosófico de los conceptos biológicos. Biomedicina: Rama de la biología aplicada a la salud humana. Inmunología: estudio del sistema inmunitario de defensa. Organografía: estudio de órganos y sistemas.

Biología marina: estudio de los seres vivos marinos.

MÉTODO CIENTÍFICO EN LA BIOLOGÍA

El método científico es un proceso de investigación que consta de varias etapas: - La observación del fenómeno. - Formulación de hipótesis - Diseño experimental - Análisis de los resultados y conclusiones, si confirmas la hipotesis podes afirmar que encontraste una ley, si no es asi volves a plantear la hipotesis...

1- observación del fenómeno. Se observa y se describe el proceso objeto de estudio. Ejemplo: queremos estudiar el crecimiento de una planta desde la semilla en distintos tipos de suelos.

2. Formulación de hipótesis.

Se establecen posibles causas que expliquen el fenómeno estudiado, que después habrá que confirmar experimentalmente. Ejemplo: una planta crece más que otra por que la primera porque el suelo es mas rico en nutrientes y minerales.

3. Diseño experimental. Se monta un dispositivo experimental que pueda probar nuestra hipótesis. Si hay varias variables, se controlan todas salvo la que queremos estudiar. Ejemplo: queremos ver cómo influye la concentracion de nuetrientes del suelo en el crecimiento, entonces fijamos la temperatura, agua, presión, semilla, humedad,sol, etc., y con varias semillas plantamos en distintas condiciones de suelo: tierra, tierra y humos, arena y seguimos el crecimiento de la planta cada día.

4. Análisis de resultados y conclusiones. Los resultados obtenidos se suelen reflejar en tablas de datos y gráficas. La variable independiente se representa en abscisas y la dependiente en el eje de ordenadas. Ejemplo: el tipo de suelo en abscisas y la longitud de la planta en ordenadas. analizas y ves si realmente el crecimiento de la planta esta influido pro el tipo de suelo en que la sembraste, si eso es asi vos confirmas tu hipotesis y formulas la teoria: crece mas en tal o cual suelo, si no es asi planteas otra hipotesis, por ejemplo la cantidad de veces que regas las plantas influye en el crecimiento.

CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS

La vida es parte integral del universo. Como tal, buscar definiciones de la vida como fenómeno diferenciado es tan difícil (algunos dirían que inútil) como la búsqueda de la localización del alma humana. No hay una respuesta simple a la cuestión de "¿qué es la vida?" que no incluya algún límite arbitrario. Sin ese límite, o nada está vivo, o todo lo está.

Cualquiera de nosotros es capaz de reconocer que una mariposa, un pino o un pájaro carpinteros son organismos vivos.... mientras que una roca o el agua de mar no los están.

Con otras "cosas" es mas difícil encontrar el límite... Pese a su diversidad , los organismos que pueblan este planeta comparten una serie de características que los distinguen de los objetos inanimados.Propiedades comunes a todos los seres vivos:

1. Organización y Complejidad. 

Tal como lo expresa la TEORÍA CELULAR (uno de los conceptos unificadores de la biología) la unidad estructural de todos los organismos es la CÉLULA. La célula en sí tiene una organización específica, todas tienen tamaño y formas características por las cuales pueden ser reconocidas. Algunos organismos estás formados por una sola célula -> unicelulares, en contraste los organismos complejos son multicelulares, en ellos los procesos biológicos dependen de la acción coordenada de las células que los componen, las cuales suelen estar organizadas en tejidos, órganos, etc.Los seres vivos muestran un alto grado de organización y complejidad. La vida se estructura en niveles jerárquicos de organización, donde cada uno se basa en el nivel previo y constituye el fundamento del siguiente nivel, por ejemplo: los organismos multicelulares están subdivididos en tejidos, los tejidos están subdivididos en células, las células en organelas etc

Celulas Vegetales Hojas

2. Crecimiento y desarrollo. 

En algún momento de su ciclo de vida TODOS los organismos crecen. En sentido biológico, crecimiento es el aumento del tamaño celular, del número de células o de ambas. Aún los organismos unicelulares crecen, las bacterias duplican su tamaño antes de dividirse nuevamente. El crecimiento puede durar toda la vida del organismo como en los árboles, o restringirse a cierta etapa y hasta cierta altura, como en la mayoría de los animales.Los organismos multicelulares pasan por un proceso más complicado: diferenciación y organogénesis. En todos los casos, el crecimiento comprende la conversión de materiales adquiridos del medio en moléculas orgánicas específicas del cuerpo del organismo que las captó.El desarrollo incluye todos los cambios que ocurren durante la vida de un organismo, el ser humano sin ir mas lejos se inicia como un óvulo fecundado. Ver reproducción humana en detalle.

3. Metabolismo.  

Los organismos necesitan materiales y energía para mantener su elevado grado de complejidad y organización, para crecer y reproducirse. Los átomos y moléculas que forman los organismos pueden obtenerse del aire, agua, del suelo o a partir de otros organismos. La suma de todas las reacciones químicas de la célula que permiten su crecimiento, conservación y reparación, recibe el nombre de metabolismo. El metabolismo es anabólico cuando estas reacciones químicas permiten transformar sustancias sencillas para formar otras complejas, lo que se traduce en almacenamiento de energía, producción de nuevos materiales celulares y crecimiento. Catabolismo, quiere decir desdoblamiento de sustancias complejas con liberación de energía

4. Homeostasis

Las estructuras organizadas y complejas no se mantienen fácilmente, existe una tendencia natural a la pérdida del orden denominada entropía.  Para mantenerse vivos y funcionar correctamente los organismos vivos deben mantener la constancia del medio interno de su cuerpo, proceso denominado homeostasis (del griego "permanecer sin cambio"). Entre las condiciones que se deben regular se encuentra: la temperatura corporal, el pH , el contenido de agua, la concentración de electrolitos etc. Gran parte de la energía de un ser vivo se destina a mantener el medio interno dentro de límites homeostáticos. 

5. Irritabilidad: 

Los seres vivos son capaces de detectar y responder a los estímulos que son los cambios físicos y químicos del medio ambiente, ya sea interno como externo. Entre los estímulos generales se cuentan:

Luz: intensidad, cambio de color, dirección o duración de los ciclos luz-oscuridadPresiónTemperaturaComposición química del suelo, agua o aire circundante.

En organismos sencillos o unicelulares, TODO el individuo responde al estímulo, en tanto que en los organismos  complejos multicelulares existen células que se encargan de detectar determinados estímulos.

Ej. de células que captan la luz

6. Reproducción y herencia. 

Dado que toda célula proviene de otra célula, debe existir alguna forma de reproducción, ya sea asexual (sin recombinación de material genético) o sexual (con recombinación de material genético). La variación, que Darwin y Wallace reconocieran como fuente de la evolución y adaptación, se incrementa en este tipo de reproducción. La mayor parte de los seres vivos usan un producto químico: el ADN (ácido desoxirribonucleico) como el soporte físico de la información que contienen. Algunos organismos, como los retrovirus (entre los cuales se cuenta el HIV), usan ARN (ácido ribonucleico) como soporte.

Si existe alguna característica que pueda mencionarse como la ESENCIA misma de la VIDA, es la capacidad de un organismo para reproducirse

2. CONSTITUCIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS(UNIDAD Y DIVERSIDAD)

ATOMOS ENLACES Y MOLECULAS

La materia normal se detecta directamente con nuestros sentidos y está formada por átomos y moléculas. En los apartados anteriores hemos visto la nueva teoría del átomo de la Mecánica Global, ahora vamos a tratar de explicar la constitución de las moléculas y sus propiedades bajo la misma perspectiva.

La Mecánica Global permite visualizar los átomos y moléculas en la estructura reticular de la materia al aportar las partículas elementales como bucles de dicha estructura, fuerzas de atracción como la gravedad y el electromagnetismo y, finalmente, fuerzas de repulsión como la gravedad negativa o el electromagnetismo.

Los principales enlaces moleculares son:

Enlace iónico.

El enlace iónico se produce cuando se altera la configuración espacial del entorno de un átomo por un giro de la globina de forma que no llega a ser un bucle completo pero que impide la formación de un electrón y, al mismo tiempo, obliga a la formación de un electrón dependiente de otro átomo.

o Experimento sencillo de física.

Imaginemos una sábana extendida en el plano horizontal y fija en el medio. Ahora, en cada extremo una persona gira 90 grados la sábana en sentido contrario, no se formará ningún bucle en ningún lado; pero si la parte horizontal del centro se gira 90 grados en cualquier dirección provocará un bucle o giro de 180 grados en un lado y desaparecerá el giro inicial de 90 grados en el otro extremo.

También es cierto, que debido a la barrera energética de estabilidad de los electrones, un átomo puede perder un electrón y otro ganarlo para formar un enlace iónico. En cualquier caso, lo importante es comprender qué son los electrones y por qué se forman donde se forman; es decir, no sólo se produce la cesión del electrón sino un cambio de la localización y orientación espacial de los átomos.

Enlace covalente.

El enlace covalente se produce cuando dos o más átomos comparten electrones en lo que se denomina un orbital molecular.

o Experimento sencillo de física.

Hacer un nudo corredizo hecho sobre dos cuerdas paralelas, después separar ambas cuerdas en uno de los extremos y comprobar que el nudo no puede acercarse a dicho extremo sin deshacerse mucho.

Conviene precisar que el enlace covalente de las moléculas contiene un bucle de la globina o electrón pero no un nudo, sin embargo en ambos casos los filamentos de la estructura reticular de la materia se juntan, impidiendo que un protón o un neutrón se pueda acercar por el tamaño reticular que les confiere su estabilidad.  

Los mecanismos de estabilidad de las moléculas son parecidos en sus características principales a los de la configuración electrónica del átomo. Así, cuando un átomo es más electronegativo que el otro del enlace covalente, se produce un enlace covalente polar. En el límite de la polaridad del enlace covalente se encontraría el enlace iónico, al dejar de compartir los electrones.

Enlace metálico.

Los electrones circulan como en enlaces covalentes en redes de átomos muy juntos que quedan rodeados de nubes de electrones. Dicha estructura y la gran movilidad de los electrones es la responsable de las propiedades características de los metales.

Hemos dicho que las moléculas significan restricciones de movimiento de los átomos, pero también hay restricciones de movimiento de las moléculas como, por ejemplo, los enlaces covalentes en redes o los propios enlaces metálicos.

Enlaces de átomos y moléculas

Los denominados estados físicos de la materia, sólido, líquido y gaseoso reflejan las estructuras atómicas y moleculares en cuanto movimiento individual de átomos y moléculas y otras características o propiedades como dureza, maleabilidad, conductividad, solubilidad, etc.

Veamos un intento con detalles concretos renormalizables del efecto de la temperatura en los tres estados físicos de la materia:

Estado sólido de la materia.

Los átomos y las moléculas necesitan moverse todos simultáneamente, los bucles de la estructura tridimensional de materia no permiten moverse a las moléculas de forma individual, bien por enlaces de redes, por la estructura tridimensional de las moléculas o porque existen otros ajustes espaciales de diferencias gravito magnéticas con fuerza suficiente.

Sin embargo, con el aumento de la temperatura, el núcleo de los átomos va adquiriendo más energía y masa, lo que aumenta el campo gravito magnético y por efecto de la gravedad repulsiva en las distancias cortas alejan los puntos de relajación electromagnética que implican las órbitas de los electrones.

En la medida que no se pueda producir dicho alejamiento se producirá un aumento de la vibración de los núcleos y velocidad de los electrones.

Estado líquido de la materia.

Pero llegará un momento en que la energía que representan la temperatura y la vibración provocará cierta movilidad molecular y entramos en el estado líquido.

Estado gaseoso de la materia.

El movimiento de las moléculas es totalmente independiente y cualquier incremento de la temperatura tiene relación directa con la energía cinética, los choques elásticos entre moléculas y la presión debida a los choques con las paredes que contienen el volumen de los gases.

En Wikipedia se puede encontrar mucha información y detalles sobre las moléculas, los enlaces moleculares y los estados físicos de la materia; si bien todas las fuerzas del átomo y las moléculas tendrán naturaleza virtual o matemática.

Las propiedades de los estados físicos de cada elemento o compuesto químico vienen explicadas en gran medida por el tipo de enlace molecular, pero existen otras muchas variables y grandes excepciones; por ejemplo, existe un compuesto que pasa de sólido a líquido con aumento de temperatura y después vuelve a ser sólido antes de ser líquido de nuevo y finalmente gaseoso.

PROPIEDADES FÍSICO – QUIMICAS Y FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA:

ADAPTACIONES PARA SU USO Y CONSERVACION

2. Propiedades Físicas Del Agua

1) Estado físico: sólida, liquida y gaseosa2) Color: incolora3) Sabor: insípida4) Olor: inodoro5) Densidad: 1 g./c.c. a 4°C6) Punto de congelación: 0°C7) Punto de ebullición: 100°C8) Presión critica: 217,5 atm.9) Temperatura critica: 374°C

El agua químicamente pura es un liquido inodoro e insípido; incoloro y transparente en capas de poco espesor, toma color azul cuando se mira a través de espesores de seis y ocho metros, porque absorbe las radiaciones rojas. Sus constantes físicas sirvieron para marcar los puntos de referencia de la escala termométrica Centígrada. A la presión atmosférica de 760 milímetros el agua hierve a temperatura de 100°C y el punto de ebullición se eleva a 374°, que es la temperatura critica a que corresponde la presión de 217,5 atmósferas; en todo caso el calor de vaporización del agua asciende a 539 calorías/gramo a 100°.

Mientras que el hielo funde en cuanto se calienta por encima de su punto de fusión, el agua liquida se mantiene sin solidificarse algunos grados por debajo de la temperatura de cristalización (agua subenfriada) y puede conservarse liquida a –20° en tubos capilares o en condiciones extraordinarias de reposo. La solidificación del agua va acompañada de desprendimiento de 79,4 calorías por cada gramo de agua que se solidifica. Cristaliza en el sistema hexagonal y adopta formas diferentes, según las condiciones de cristalización.

A consecuencia de su elevado calor especifico y de la gran cantidad de calor que pone en juego cuando cambia su estado, el agua obra de excelente regulador de temperatura en la superficie de la Tierra y más en las regiones marinas.

El agua se comporta anormalmente; su presión de vapor crece con rapidez a medida que la temperatura se eleva y su volumen ofrece la particularidad de ser mínimo a la de 4°. A dicha temperatura la densidad del agua es máxima, y se ha tomado por unidad. A partir de 4° no sólo se dilata cuando la temperatura se eleva,. sino también cuando se enfría hasta 0°: a esta temperatura su densidad es 0,99980 y al congelarse desciende bruscamente hacia 0,9168, que es la densidad del hielo a 0°, lo que significa que en la cristalización su volumen aumenta en un 9 por 100.

Las propiedades físicas del agua se atribuyen principalmente a los enlaces por puente de hidrógeno, los cuales se presentan en mayor número en el agua sólida, en la red cristalina cada

átomo de la molécula de agua está rodeado tetraédricamente por cuatro átomos de hidrógeno de otras tantas moléculas de agua y así sucesivamente es como se conforma su estructura. Cuando el agua sólida (hielo) se funde la estructura tetraédrica se destruye y la densidad del agua líquida es mayor que la del agua sólida debido a que sus moléculas quedan más cerca entre sí, pero sigue habiendo enlaces por puente de hidrógeno entre las moléculas del agua líquida. Cuando se calienta agua sólida, que se encuentra por debajo de la temperatura de fusión, a medida que se incrementa la temperatura por encima de la temperatura de fusión se debilita el enlace por puente de hidrógeno y la densidad aumenta más hasta llegar a un valor máximo a la temperatura de 3.98ºC y una presión de una atmósfera. A temperaturas mayores de 3.98 ºC la densidad del agua líquida disminuye con el aumento de la temperatura de la misma manera que ocurre con los otros líquidos.

3. Propiedades Químicas del Agua

1)Reacciona con los óxidos ácidos2)Reacciona con los óxidos básicos3)Reacciona con los metales4)Reacciona con los no metales5)Se une en las sales formando hidratos 1)Los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua y forman ácidos oxácidos.2) Los óxidos de los metales u óxidos básicos reaccionan con el agua para formar hidróxidos. Muchos óxidos no se disuelven en el agua, pero los óxidos de los metales activos se combinan con gran facilidad.3) Algunos metales descomponen el agua en frío y otros lo hacían a temperatura elevada.4)El agua reacciona con los no metales, sobre todo con los halógenos, por ej: Haciendo pasar carbón al rojo sobre el agua se descompone y se forma una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno (gas de agua).5)El agua forma combinaciones complejas con algunas sales, denominándose hidratos.En algunos casos los hidratos pierden agua de cristalización cambiando de aspecto, y se dice que son eflorescentes, como le sucede al sulfato cúprico, que cuando está hidratado es de color azul, pero por pérdida de agua se transforma en sulfato cúprico anhidro de color blanco.

Por otra parte, hay sustancias que tienden a tomar el vapor de agua de la atmósfera y se llaman hidrófilas y también higroscópicas; la sal se dice entonces que delicuesce, tal es el caso del cloruro cálcico.

Funciones Biologicas

Funciones biológicas del agua como nutriente.

1. Disolvente: El agua es el disolvente universal. Es el medio en el que mas sustancias pueden disolverse.

2. Medio de transporte: Como principal componente transporta una gran cantidad de sustancias no solamente nutrientes.

3. Termoregulador: El agua mediante la sudoración es el principal componente para regular la Temperatura de organismo. Según el calor y la actividad se puede perder hasta 10 litros por día en condiciones extremas. Lo normal en condiciones normales es perder entre dos y tres litros al día.

          Bioquímica: está presente en muchas reacciones metabólicas y es el medio donde se realizan. También es el producto de muchas reacciones químicas.

-          Mecánica y estructural: el agua proporciona estabilidad a las moléculas al hidratarlas. Por ello forma esqueletos en animales y plantas. También tiene función amortiguante y lubricante debido a la abaja viscosidad del agua.

-          Termorreguladora: es consecuencia del alto calor específico. Los líquidos internos del cuerpo regulan la temperatura de todo el organismo equilibrándola. El sudor es otra forma de hacerlo (calor de vaporización).

HIDRATOS DE CARBONO Y LIPIDOS

Lípidos, grupo heterogéneo de sustancias orgánicas que se encuentran en los organismos vivos. Los lípidos están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, aunque en proporciones distintas a como estos componentes aparecen en los azúcares. Se distinguen de otros tipos de compuestos orgánicos porque no son solubles en agua (hidrosolubles) sino en disolventes orgánicos (alcohol, éter). Entre los lípidos más importantes se hallan los fosfolípidos, componentes mayoritarios de la membrana de la célula. Las grasas y aceites, también llamados triglicéridos, son también otro tipo de lípidos. Sirven como depósitos de reserva de energía en las células animales y vegetales. Cada molécula de grasa está formada por cadenas de ácidos grasos unidas a un alcohol llamado glicerol o glicerina. Cuando un organismo recibe energía asimilable en exceso a partir del alimento o de la fotosíntesis, éste puede almacenarla en forma de grasas, que podrán ser reutilizadas posteriormente en la producción de energía, cuando el organismo lo necesite. A igual peso molecular, las grasas proporcionan el doble de energía que los hidratos de carbono o las proteínas. Otros lípidos importantes son las ceras, que forman cubiertas protectoras en las hojas de las plantas y en los tegumentos animales. También hay que destacar los esteroides, que incluyen la vitamina D y varios tipos de hormonas.

Hidratos de carbono, grupo de compuestos que contienen hidrógeno y oxígeno, en las proporciones del agua, y carbono. Los hidratos de carbono, como clase, son los compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza. Las plantas verdes y las bacterias los producen en el proceso conocido como fotosíntesis, durante el cual absorben el dióxido de carbono del aire por acción de la energía solar, y producen hidratos de carbono y otros productos químicos necesarios para que los organismos sobrevivan y crezcan. El grupo de los hidratos de carbono está formado principalmente por azúcar, almidón, dextrina, celulosa y glucógeno, sustancias que constituyen una parte importante de la dieta de los humanos y de muchos animales. Los más sencillos son los azúcares simples o monosacáridos, que contienen un grupo aldehído o cetona; el más importante es la glucosa. En los organismos vivos, los hidratos de carbono sirven tanto para las funciones

estructurales esenciales como para almacenar energía. En las plantas, la celulosa y la hemicelulosa son los principales elementos estructurales. En los animales invertebrados, el polisacárido quitina es el principal componente del dermatoesqueleto de los artrópodos. En los animales vertebrados, las capas celulares de los tejidos conectivos contienen hidratos de carbono. Para almacenar la energía, las plantas usan almidón y los animales glucógeno; cuando se necesita la energía, las enzimas descomponen los hidratos de carbono.

ESTRUCTURA Y FUNCION DE LOS HIDRATOS DE CARBONO

Monosacáridos:Son los carbohidratos de estructura más simple. Destacan:

Glucosa: Se encuentra en las frutas o en la miel. Es el principal producto final del metabolismo de otros carbohidratos más complejos. En condiciones normales es la fuente exclusiva de energía del sistema nervioso, se almacena en el hígado y en el músculo en forma de glucógeno.

Fructosa : Se encuentra en la fruta y la miel. Es el mas dulce de los azúcares. Después de ser absorbida en el intestino, pasa al hígado donde es rápidamente metabolizada a glucosa.

Galactosa: No se encuentra libre en la naturaleza, es producida por la hidrólisis de la lactosa o azúcar de la leche.

- Disacáridos:Son la unión de dos monosacáridos, uno de los cuales es la glucosa.

Sacarosa (glucosa + fructosa): Es el azúcar común, obtenido de la remolacha y del azúcar de caña.

Maltosa (glucosa + glucosa): Raramente se encuentra libre en la naturaleza.

Lactosa (glucosa + galactosa): Es el azúcar de la leche.

Al conjunto de monosacáridos y disacáridos se les llaman azúcares.

-Polisacáridos:La mayoría de los polisacáridos son el resultado de la unión de unidades de monosacáridos (principalmente glucosa). Algunos tienen mas de 3.000 unidades. Son menos solubles que los azúcares simples y su digestión es más compleja.

Almidón: Es la reserva energética de los vegetales, está presente en los cereales, tubérculos y legumbres. El almidón en su estado original es hidrolizado en el aparato digestivo con gran dificultad, es necesario someterlo, previamente, a la acción del calor. El calor hidroliza la cadena

de almidón produciendo cadenas más pequeñas. A medida que disminuye su tamaño aumenta su solubilidad y su dulzor, siendo mas fácilmente digeridas por las enzimas digestivas.

Glucógeno: Es la principal reserva de carbohidratos en el organismo. Se almacena en el hígado y el músculo, en una cantidad que puede alcanzar los 300 – 400 gramos. El glucógeno del hígado se utiliza principalmente para mantener los niveles de glucosa sanguínea, mientras que el segundo es indispensable como fuente de energía para la contracción muscular durante el ejercicio, en especial cuando este es intenso y mantenido.

MONOSACARIDOS

Los monosacáridos o azúcares simples son los glúcidos más sencillos, que no se hidrolizan, es decir, que no se descomponen para dar otros compuestos, conteniendo de tres a seis átomos de carbono. Su fórmula empírica es (CH2O)n donde n ≥ 3. Se nombran haciendo referencia al número de carbonos (3-7), terminado en el sufijo osa. La cadena carbonada de los monosacáridos no está ramificada y todos los átomos de carbono menos uno contienen un grupo alcohol (-OH). El átomo de carbono restante tiene unido un grupo carbonilo (C=O). Si este grupo carbonilo está en el extremo de la cadena se trata de un grupo aldehído (-CHO) y el mopiconosacárido recibe el nombre de aldosa. Si el carbono carbonílico está en cualquier otra posición, se trata de una cetona (-CO-) y el monosacárido recibe el nombre de cetosa.

Todos los monosácaridos son azúcares reductores, ya que al menos tienen un -OH hemiacetálico libre, por lo que dan la Reacción de Maillard y la Reacción de Benedict.

Así para las aldosas de 3 a 6 átomos de carbono tenemos:

3 carbonos: triosas, hay una: D-Gliceraldehído. 4 carbonos: tetrosas, hay dos, según la posición del grupo carbonilo: D-Eritrosa y D-

Treosa. 5 carbonos: pentosas, hay cuatro, según la posición del grupo carbonilo: D-ribosa, D-

arabinosa, D-xilosa, D-lixosa. 6 carbonos: hexosas, hay ocho, según la posición del grupo carbonilo: D-alosa, D-altrosa,

D-glucosa, D-manosa, D-gulosa, D-idosa, D-galactosa, D-talosa.

Las cetosas de 3 a 7 átomos de carbono son:

Triosas: hay una: Dihidroxiacetona. Tetrosas: hay una: D-Eritrulosa. Pentosas: hay dos, según la posición del grupo carbonilo: D-Ribulosa, D-xilulosa. Hexosas: hay cuatro según la posición del grupo carbonilo: D-sicosa, D-fructosa, D-

sorbosa, D-tagatosa. heptosa

OLIGOSACARIDOS

Los oligosacáridos son polímeros formados a base de monosacáridos unidos por enlaces O-glicosídicos, con un número de unidades monoméricas entre 2 y 10.

Existe una gran diversidad de oligosacáridos, pues puede variar el número, las ramificaciones, el tipo de monosacáridos que se unen y la forma de enlazarse de los monosacáridos para formar una cadena de polisacáridos.

Tambien se encuentran los Disacáridos

Esta enorme diversidad dota a los oligosacáridos de su propiedad más importante, que es la capacidad para almacenar información, cumpliendo así la función de reconocimiento celular. De hecho, esta es la principal función que cumplen estos compuestos en el lugar donde principalmente se encuentran en la naturaleza: en la superficie exterior de la membrana celular, enlazados a moléculas de proteínas o de lípidos, constituyendo las glicoproteínas y glicolípidos.

Al estudiar la membrana celular vemos cómo la parte glicídica de glicoproteínas y glicolípidos cumple la función de dar a la célula una señal de identidad, de manera que los distintos tipos celulares se reconocen por los oligosacáridos presentes en el exterior de su membrana.

Los oligosacáridos más abundantes en la naturaleza son la inulina, la oligofructosa (fructooligosacáridos) y los galactooligosacáridos.

La inulina y oligofructosa están formados por cadenas de fructosa que pueden terminar en glucosa o fructosa. Están presentes en muchos vegetales: achicoria, cebolla, puerro, ajo, plátano, alcachofa, etc.

Los galactooligosacáridos están formados por cadenas de galactosa y están presentes en la leche y en algunas plantas.

POLISACARIDOS

Los polisacáridos son biomoléculas formadas por la unión de una gran cantidad de monosacáridos.Se encuadran entre los glúcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reservas energéticas y estructurales.

Los polisacáridos son polímeros, cuyos monómeros constituyentes son monosacáridos, los cuales se unen repetitivamente mediante enlaces glucosídicos. Estos compuestos llegan a tener un peso molecular muy elevado, que depende del número de residuos o unidades de monosacáridos que participen en su estructura. Este número es casi siempre indeterminado, variable dentro de unos márgenes, a diferencia de lo que ocurre con biopolímeros informativos, como el ADN o los polipéptidos de las proteínas, que tienen en su cadena un número fijo de piezas, además de una secuencia específica.

Moléculas de glucosa encadenadas para formar celulosa.

En la formación de cada enlace glucosídico «sobra» una molécula de agua, igual que en su ruptura por hidrólisis se consume una molécula de agua, así que en una cadena hecha de n monosacáridos, habrá n-1 enlaces glucosídicos. Partiendo de que la fórmula general, no sin excepciones, de los monosacáridos es

CxH2xOx

se deduce fácilmente que los polisacáridos responderán casi siempre a la fórmula general:

Cx(H2O)x–1

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS LÍPIDOS

Tiene como característica principal el ser insolubles en agua y si disolventes en sustancias como la bencina.

Los lípidos cumplen diversas funciones en los organismos, una de sus funciones son la reserva de energía, la estructural y la reguladoras

Funciones de los lípidos

Reserva de energía: los triglicéridos son la principal reserva de energía de los animales ya que un gramo de grasa produce 9,4 kilocalorías en las reacciones metabólicas, mientras que las proteínas y Glucidos solo producen 4.1 kilocalorías por gramo.

Estructural: los fosfolipidos glucolipidos y el colesterol forman capas lipidicas. los triglicéridos recubren y proporcionan consistencia a los órganos, protegen mecánicamente a estructuras o son aislantes térmicos.

Reguladora, hormonal o de comunicación celular : Las vitaminas liposolubles son de naturaleza lipídica , las hormonas esteroides regulan el metabolismo y las funciones de reproducción; los glucolípidos actúan como receptores de membrana; los eicosanoides poseen un papel destacado en la comunicación celular, inflamación, respuesta inmune, etc.

Relajante: Los lípidos se acumulan en el tejido adiposo formando grandes tejidos grasosos que se manifiestan en aumento de peso en caso de sedentarismo, lo que aumenta la concentración de la hormona TRL en sangre. En la neurohipófisis, esta elevada concentración de TRL estimula la hipófisis para que inhiba la secreción hormona ACTH provocando una sensación relajamiento general del cuerpo

Metabolismo (catabolismo y anabolismo)

Tiene dos partes el anabolismo y el catabolismo, en la fase del anabolismo ocurre la fase de síntesis, fabricación de lípidos en la que se emplean energía química; mientras que el catabolismo es la destrucción, degrada la MO y se obtiene energía.

El anabolismo o biosíntesis es una de las dos partes del metabolismo, encargada de la síntesis o bioformación de moléculas orgánicas (biomoléculas) más complejas a partir de otras más sencillas o de los nutrientes, con requerimiento de energía, al contrario que el catabolismo.

El catabolismo es la parte del metabolismo que consiste en la transformación de moléculas orgánicas o biomoléculas complejas en moléculas sencillas y en el almacenamiento de la energía química desprendida en forma de enlaces fosfato de moléculas de ATP, mediante la destrucción de las moléculas que contienen gran cantidad de energía en los enlaces covalentes que la forman, en reacciones químicas exotérmicas.

• ANABOLISMO:

se generan sustancias mas complejas a partir de otras mas simples.

CATABOLISMO: se generan sustancias mas Simples a partir de otras mas complejas.

ACIDOS GRASOS SATURADOS

Los ácidos grasos saturados son aquellos con la cadena hidrocarbonada repleta de hidrógenos, por lo que todos los enlaces entre sus átomos de carbono son simples, sin ningún doble enlace, lo que se traduce en una estructura rectilínea de la molécula. Los ácidos grasos saturados son más comunes en los animales. Tienen un punto de fusión más elevado que sus homólogos insaturados por lo que son sólidos a temperatura ambiente.

Algunos ejemplos de ácidos grasos pueden ser el ácido palmítico, el ácido esteárico, el ácido mirístico o el ácido lignocérico.

Diagramas moleculares

ACIDOS GRASOS INSATURADOSLos ácidos grasos insaturados son ácidos carboxílicos de cadena larga con uno o varios dobles enlaces entre los átomos de carbono.

Estructura química

Los ácidos grasos son componentes de lípidos de reserva y lípidos de membrana. Los ácidos grasos naturales no son ramificados y poseen generalmente un número par de átomos de C (C16, C18, etc.). Si son saturados no llevan ningún doble enlace en su cadena carbonada. En cambio, los ácidos grasos insaturados poseen dobles enlaces C=C y pueden ser insaturados con una o más insaturaciones. Los dobles enlaces están generalmente separados por un grupo metilen (-CH2-), por lo que no son conjugados. Se encuentran en general en la configuración cis, o sea, los átomos de C contiguos están orientados hacia el mismo lado y generan con ello una doblez en la cadena del hidrocarburo. La posición de la insaturación (doble enlace) se indica a veces con la letra griega omega y un número. El número designa en qué enlace, contando desde el final de la cadena (omega es la última letra del alfabeto griego y por lo tanto indica que hay que empezar a contar desde el final) se encuentra la insaturación.

Producción

Los ácidos grasos insaturados se forman en el lado de la membrana citosólica del retículo endoplasmático mediante una deshidratación selectiva de la acil-CoA saturada primeramente formada. Un complejo de citocromo b5 reductasa, citocromo b5 y desaturasa retira del resto acil dos átomos de hidrógeno y los transfiere al oxígeno molecular. Al mismo tiempo se transfieren, mediante una cadena de transporte, dos electrons y dos protones desde el NADH, que reducen el O2 a dos H20. La combinación del alargamiento de la cadena y la desaturación se las arregla para generar, a partir del ácido palmítico, un grupo entero de derivados de ácidos grasos.

PROPIEDADES Y FUNCION DE LAS PROTEINAS

Las proteínas son macromoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. El nombre proteína proviene de la palabra griega πρώτα ("proteios"), que significa "primario" o del dios Proteo, por la cantidad de formas que pueden tomar.

Las proteínas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las biomoléculas más versátiles y más diversas. Son imprescindibles para el crecimiento del organismo. Realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan:

Estructural (colágeno y queratina) Reguladora (insulina y hormona del crecimiento), Transportadora (hemoglobina), Defensiva (anticuerpos), Enzimática (sacarasa y pepsina), Contráctil (actina y miosina).

Propiedades de las proteínas

Solubilidad: Se mantiene siempre y cuando los enlaces fuertes y débiles estén presentes. Si se aumenta la temperatura y el pH, se pierde la solubilidad.

Capacidad electrolítica: Se determina a través de la electroforesis, técnica analítica en la cual si las proteínas se trasladan al polo positivo es porque su molécula tiene carga negativa y viceversa.

Especificidad: Cada proteína tiene una función específica que está determinada por su estructura primaria.

Amortiguador de pH (conocido como efecto tampón): Actúan como amortiguadores de pH debido a su carácter anfótero, es decir, pueden comportarse como ácidos (aceptando electrones) o como bases (donando electrones).

Funciones

Las proteínas ocupan un lugar de máxima importancia entre las moléculas constituyentes de los seres vivos (biomoléculas). Prácticamente todos los procesos biológicos dependen de la presencia o la actividad de este tipo de moléculas. Bastan algunos ejemplos para dar idea de la variedad y trascendencia de las funciones que desempeñan. Son proteínas:

Casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones químicas en organismos vivientes;

Muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; La hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre; Los anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones

o agentes extraños; Los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de

desencadenar una respuesta determinada; La actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo

durante la contracción; El colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.

Clasificación

Según su forma

Fibrosas: presentan cadenas polipeptídicas largas y una estructura secundaria atípica. Son insolubles en agua y en disoluciones acuosas. Algunos ejemplos de éstas son queratina, colágeno y fibrina.Globulares: se caracterizan por doblar sus cadenas en una forma esférica apretada o compacta dejando grupos hidrófobos hacia adentro de la proteína y grupos hidrófilos hacia afuera, lo que hace que sean solubles en disolventes polares como el agua. La mayoría de las enzimas, anticuerpos, algunas hormonas y proteínas de transporte, son ejemplos de proteínas globulares.

Mixtas: posee una parte fibrilar (comúnmente en el centro de la proteína) y otra parte globular (en los extremos).

Según su composición química

Simples: su hidrólisis sólo produce aminoácidos. Ejemplos de estas son la insulina y el colágeno (globulares y fibrosas).Conjugadas o heteroproteínas: su hidrólisis produce aminoácidos y otras sustancias no proteicas con un grupo prostético.

ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)

El ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (y también DNA, del inglés deoxyribonucleic acid), es un tipo de ácido nucleico, una macromolécula que forma parte de todas las células. Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria.

Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases. La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno.

ARN

El ácido ribonucleico (ARN o RNA, de RiboNucleic Acid, su nombre en inglés) es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.

En los organismos celulares desempeña diversas funciones. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo). Varios tipos de ARN regulan la expresión génica, mientras que otros tienen actividad catalítica. El ARN es, pues, mucho más versátil que el ADN.

Estructura química

Comparativa entre ARN y ADN.

Como el ADN, el ARN está formado por una cadena de monómeros repetitivos llamados nucleótidos. Los nucleótidos se unen uno tras otro mediante enlaces fosfodiéster cargados negativamente.

Cada nucleótido uno está formado por una molécula de monosacárido de cinco carbonos (pentosa) llamada ribosa (desoxirribosa en el ADN), un grupo fosfato, y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases: adenina, guanina, uracilo (timina en el ADN) y citosina.

Comparación entre el ARN y el ADN

ARN ADN

Pentosa Ribosa Desoxirribosa

Purinas Adenina y Guanina Adenina y Guanina

Pirimidinas Citosina y Uracilo Citosina y Timina

Los carbonos de la ribosa se numeran de 1' a 5' en sentido horario. La base nitrogenada se une al carbono 1'; el grupo fosfato se une al carbono 5' y al carbono 3' de la ribosa del siguiente nucleótido. El fosfato tiene una carga negativa a pH fisiológico lo que confiere al ARN carácter polianiónico. Las bases púricas (adenina y guanina) pueden formar puentes de hidrógeno con las pirimidínicas (uracilo y citosina) según el esquema C=G y A=U.[12] Además, son posibles otras interacciones, como el apilamiento de bases[13] o tetrabucles con apareamientos G=A.[12

ARN implicados en la síntesis de proteínas

Ribosoma 50S mostrando el ARNr (amarillo), las proteínas (azul) y el centro activo, la adenina 2486 (rojo).

ARN mensajero. El ARN mensajero (ARNm o RNAm) lleva la información sobre la secuencia de aminoácidos de la proteína desde el ADN, lugar en que está inscrita, hasta el ribosoma, lugar en que se sintetizan las proteínas de la célula. Es, por tanto, una molécula intermediaria entre el ADN y la proteína y el apelativo de "mensajero" es del todo descriptivo. En eucariotas, el ARNm se sintetiza en el nucleoplasma del núcleo celular y de allí accede al citosol, donde se hallan los ribosomas, a través de los poros de la envoltura nuclear.

ARN de transferencia. Los ARN de transferencia (ARNt o tRNA) son cortos polímeros de unos 80 nucleótidos que transfiere un aminoácido específico al polipéptido en crecimiento; se unen a lugares específicos del ribosoma durante la traducción. Tienen un sitio específico para la fijación del aminoácido (extremo 3') y un anticodón formado por un triplete de nucleótidos que se une al codón complementario del ARNm mediante puentes de hidrógeno.[22]

ARN ribosómico. El ARN ribosómico (ARNr o RNAr) se halla combinado con proteínas para formar los ribosomas, donde representa unas 2/3 partes de los mismos. En procariotas, la subunidad mayor del ribosoma contiene dos moléculas de ARNr y la subunidad menor, una. En los eucariotas, la subunidad mayor contiene tres moléculas de ARNr y la menor, una. En ambos casos, sobre el armazón constituido por los ARNr se asocian proteínas específicas. El ARNr es muy abundante y representa el 80% del ARN hallado en el citoplasma de las células eucariotas.[25] Los ARN ribosómicos son el componente catalítico de los ribosomas; se encargan de crear los enlaces peptídicos entre los aminoácidos del polipéptido en formación durante la síntesis de proteínas; actúan, pues, como ribozimas.

CONCEPTO DE METABOLISMO

El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo.[1] Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.

El metabolismo se divide en dos procesos conjugados: catabolismo y anabolismo. Las reacciones catabólicas liberan energía; un ejemplo es la glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos. Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esta energía liberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células como lo son las proteínas y

los ácidos nucleicos. El catabolismo y el anabolismo son procesos acoplados que hacen al metabolismo en conjunto, puesto que cada uno depende del otro.

CATABOLISMO

El catabolismo es el conjunto de procesos metabólicos que liberan energía. Estos incluyen degradación y oxidación de moléculas de alimento, así como reacciones que retienen la energía del Sol. El propósito de estás reacciones catabólicas es proveer energía, poder reductor y componentes necesitados por reacciones anabólicas. La naturaleza de estas reacciones catabólicas difiere de organismo en organismo. Sin embargo, estas diferentes formas de catabolismo dependen de reacciones de reducción-oxidación que involucran transferencia de electrones de moléculas donantes (como las moléculas orgánicas, agua, amoníaco, sulfuro de hidrógeno e iones ferrosos), a aceptores de dichos electrones como el oxígeno, el nitrato o el sulfato.[37]

En los animales, estas reacciones conllevan la degradación de moléculas orgánicas complejas a otras más simples, como dióxido de carbono y agua. En organismos fotosintéticos como plantas y cianobacteria, estas transferencias de electrones no liberan energía, pero son usadas como un medio para almacenar energía solar.[38]

ANABOLISMO

El anabolismo es el conjunto de procesos metabólicos constructivos en donde la energía liberada por el catabolismo es utilizada para sintetizar moléculas complejas. En general, las moléculas complejas que dan lugar a estructuras celulares son construidas a partir de precursores simples. El anabolismo involucra tres facetas. Primero, la producción de precursores como aminoácidos, monosacáridos, isoprenoides y nucleótidos; segundo, su activación en reactivos usando energía del ATP; y tercero, el conjunto de estos precursores en moléculas más complejas como proteínas, polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos.

Los organismos difieren en cuántas moléculas pueden sintetizar por sí mismos en sus células. Los organismos autótrofos, como las plantas, pueden construir moléculas orgánicas complejas y proteínas por sí mismos a partir moléculas simples como dióxido de carbono y agua. Los organismos heterótrofos, en cambio, requieren de una fuente de sustancias más complejas, como monosacáridos y aminoácidos, para producir estas moléculas complejas. Los organismos pueden ser clasificados por su fuente de energía:

Fotoautótrofos y fotoheterótrofos, que obtienen la energía del Sol. Quimioheterótrofos y quimioautótrofos, que obtienen la energía mediante reacciones

oxidativas.

3. LA CELULA

Una célula (del latín cellula, diminutivo de cellam, celda, cuarto pequeño) es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.[1] De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el

número de células que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (1014), como en el caso del ser humano. Las células suelen poseer un tamaño de 10 µm y una masa de 1 ng, si bien existen células mucho mayores.

La teoría celular, propuesta en 1839 por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes; además, la tenencia de la información genética, base de la herencia, en su ADN permite la transmisión de aquélla de generación en generación.[2

LOS VIRUS

En biología, un virus[n. 1] (del latín virus, «toxina» o «veneno») es una entidad infecciosa microscópica que sólo puede multiplicarse dentro de las células de otros organismos. Los virus infectan todos los tipos de organismos, desde animales y plantas hasta bacterias y arqueas. Los virus son demasiado pequeños para poder ser observados con la ayuda de un microscopio óptico, por lo que se dice que son submicroscópicos. El primer virus conocido, el virus del mosaico del tabaco,[n. 2] fue descubierto por Martinus Beijerinck en 1899,[1] [2] y actualmente se han descrito más de 5.000, si bien algunos autores opinan que podrían existir millones de tipos diferentes.[3] [4] Los virus se hallan en casi todos los ecosistemas de la Tierra y son el tipo de entidad biológica más abundante.[4] [5] El estudio de los virus recibe el nombre de virología,[6] una rama de la microbiología.[7] [8]

A diferencia de los priones y viriones, los virus se componen de dos o tres partes: su material genético, que porta la información hereditaria, que puede ser ADN o de ARN; una cubierta proteica que protege a estos genes —llamada cápside— y en algunos también se puede encontrar una bicapa lipídica que los rodea cuando se encuentran fuera de la célula —denominada envoltura vírica—. Los virus varían en su forma, desde simples helicoides o icosaedros hasta estructuras más complejas. El origen evolutivo de los virus aún es incierto, algunos podrían haber evolucionado a partir de plásmidos (fragmentos de ADN que se mueven entre las células), mientras que otros podrían haberse originado desde bacterias. Además, desde el punto de vista de la evolución de otras especies, los virus son un medio importante de transferencia horizontal de genes, la cual incrementa la diversidad genética.[9

TEORIA CELULAR

La teoría celular, es una parte fundamental de la Biología que explica la constitución de la materia viva a base de células y el papel que éstas tienen en la constitución de la vida.

Robert Hooke,que había observado ya en el siglo XVII que el corcho y otras materias vegetales aparecen constituidas de células (literalmente, celdillas).. Anton van Leeuwenhoek (1632-1723), usando microscopios simples, realiza innumerables observaciones sentando las bases de la Morfología Microscópica. A finales del siglo XVIII, Bichat da la primera definición de tejido (un conjunto de células con forma y función semejantes). Más adelante, en 1819, Meyer le dará el nombre de Histología a un libro de Bichat titulado “Anatomía general¨ aplicada a la Fisiología y a la Medicina”. Dos científicos alemanes, Theodor Schwann, histólogo y fisiólogo, y Jakob Schleiden, botánico, se percataron de cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica de animales y plantas, en particular la presencia de núcleos, que el botánico británico Robert Brown había descrito recientemente (1827). Publicaron juntos la obra Investigaciones microscópicas sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las plantas y los animales (Mikroskopische Untersuchungen über die Übereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Tiere und Pflanzen, Berlin, 1839). Asentaron el primer principio de la teoría celular histórica: "Todo en los seres vivos está formado por células o productos secretados por las células." Otro alemán, el médico Rudolf Virchow, interesado en la especificidad celular de la patología (sólo algunas clases de células parecen implicadas en cada enfermedad) explicó lo que debemos considerar el segundo principio: "Toda célula se ha originado a partir de otra célula, por división de ésta."

Ahora estamos en condiciones de añadir que la división es por bipartición, porque a pesar de ciertas apariencias, la división es siempre, en el fondo, binaria. El principio lo popularizó Virchow en la forma de un aforismo creado por François Vincent Raspail, «omnis cellula e cellula». Virchow terminó con las especulaciones que hacían descender la célula de un hipotético blastema. Su postulado, que implica la continuidad de las estirpes celulares, está en el origen de la observación por August Weismann de la existencia de una línea germinal, a través de la cual se establece en animales (incluido el hombre) la continuidad entre padres e hijos y, por lo tanto, del concepto moderno de herencia biológica. por eso en este momento la biologia y la ciencia esta totalmente superior a los años en que vivieron dichos postulados a la teoría celular.

La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX, pero fue Pasteur el que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares, dio lugar a su aceptación rotunda y definitiva.

Santiago Ramón y Cajal logró unificar todos los tejidos del cuerpo en la Teoría Celular, al demostrar que el tejido nervioso está formado por células. Su teoría, denominada “neuronismo” o “doctrina de la neurona”, explicaba el sistema nervioso como un conglomerado de unidades independientes. Pudo demostrarlo gracias a las técnicas de tinción de su contemporáneo Camillo Golgi, quien perfeccionó la observación de células mediante el empleo de nitrato de plata, logrando identificar una de las células nerviosas. Cajal y Golgi recibieron por ello el premio Nobel en 1906.

El concepto moderno de la Teoría Celular se puede resumir en los siguientes principios:

1. Todo en los seres vivos están formados por células o por sus productos de secreción. La célula es la unidad estructural de la materia viva, y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.

2. Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula e cellula). Es la unidad de origen de todos los seres vivos.

3. Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.

4. Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética.

MORFOLOGIA DE LA CELULA PROCARIOTA Y EUCARIOTA

CELULA PROCARIOTA

La célula procariota es muy sencilla y se caracteriza por carecer de membrana nuclear, por lo que el núcleo es difuso y el material genético se encuentra libre en el citoplasma. Se trata de células más pequeñas, con un grado de complejidad estructural menor que las eucariotas, y tan sólo constituyen organismos unicelulares, como las bacterias.

Su citoplasma no presenta prácticamente ningún orgánulo y la membrana plasmática posee unos pliegues hacia el interior. En la parte externa se origina una envoltura protectora y resistente, la pared celular, de composición variada, rígida y responsable de la forma de la célula.

PAREDES CELULARES

Es una estructura rígida adosada a la cara externa de la membrana plasmática, que rodea totalmente a la célula. Se trata de una estructura común a todas las bacterias, con excepción de los microplasmas, un grupo de parásitos intracelulares.

La pared celular cumple las siguientes funciones:

Mantiene la forma de la célula

Posee componentes con capacidad antigénica

Regula el intercambio con el exterior, principalmente la membrana externa llamada gam negativas.

Proporciona carga negativa a la superficie celular.

ENVOLTURAS EXTERNAS

Algunas bacterias tienen cubiertas mucosas en el exterior de la pared celular, compuesta por polisacáridos y, en ocasiones proteínas, que se denominan cápsulas (más gruesas y adheridas firmemente a la célula) y capas mucosas (más finas)

CITOPLASMA

El citoplasma está formado por una matriz gelatinosa, el protoplasma, con un alto contenido en agua y de aspecto granuloso, que contiene proteínas y enzimas y alberga los ribosomas 70S característicos de estas células.

RIBOSOMAS

Están formados por dos subunidades formadas por ARN y proteínas. Están relacionados con la síntesis de proteínas.

Estos orgánulos celulares, son los únicos que podemos encontrar en todos los tipos de células.

NUCLOIDES

En la célula procariota, el material genético se encuentra en el nucleoide, zona situada en la región central del citoplasma, de aspecto fibrilar, que no está protegida por una membrana nuclear.

En las bacterias, el material genético está constituido por:

Un único cromosoma formado por ADN bicatenario, circular y súper enrollado.

Entre uno y varios plásmidos, pequeñas moléculas de ADN

FLAGELOS

Constituyen los órganos de locomoción, cuyo número y disposición varía de unas bacterias a otras. Esto constituye uno de los muchos criterios de clasificación de las células Procariotas.

Está formado por:

Un filamento rígido y curvado, constituido por una proteína, llamada flagelina.

Un codo o gancho que une el filamento a la superficie de la célula

Una estructura basal compuesta por una serie de anillos

FIMBRIAS Y PELOS

Las fimbrias y los pelos son apéndices externos que no intervienen en el movimiento de las bacterias.

Las fimbrias son cortas, finas y numerosas en algunas bacterias, y tienen una función adhesiva

Los pelos, de mayor longitud, son poco numerosos y están implicados en la unión de dos células durante la conjugación bacteriana.

CLASIFICACION DE LAS CELULAS

Las células procariotas se clasifican en:

Bacterias

o Sus dimensiones son muy reducidas, apenas unas micras o fracción de micra

o Unas son inmóviles, otras poseen minúsculos flagelos

o Su capacidad reproductora es enorme, algunas se dividen en 20 minutos.

o Se reproducen de forma sexual y asexual.

o Llevan millones de años poblando la Tierra. También pueblan otros astros.

o Aguantan condiciones externas extremas

o Desde su punto de vista biológico:

o Bacterias autótrofas

o Bacterias heterótrofas

Por su forma se clasifican en:

Cocos o bacterias redondeadas, que pueden presentarse aisladas (micrococos), en parejas (diplococos) y en cadena arracimada (estreptococos y estafilococos)

Bacilos, bacterias alargadas, rectas o curvas, con o sin flagelos

Espirilos, bacterias curvadas o retorcidas helicoidalmente, con un arrollamiento incompleto (vibrios) o completo (espiroquetas)

Bacterias relativamente grandes y formadas por filamentos tabicados, que reciben el nombre genérico de “léptothrix”

Cianofitas

Plantas protofitas o esquizofitas uní o pluricelulares.

Sin núcleo figurado.

Color azul, por lo que se las denominaba algas azules.

Tienen clorofila.

Micoplasmas

La más pequeña de las células vivientes que se conocen

No es ni virus, ni bacteria, está envuelto por tres membranas que contienen proteína, grasa y colesterol; su núcleo tiene ADN y está rodeado de un medio de ARN

CELULA EUCARIOTA

La célula eucariota es más compleja y alcanza mayores niveles de organización al poder construir organismos unicelulares o pluricelulares. La organización eucariota la presentan las protoctistas, los hongos, las plantas y los animales.

Atendiendo a la naturaleza de los seres vivos, las células se dividen en animales y vegetales. Aunque poseen la misma estructura, las células vegetales tienen unos orgánulos característicos (plastos) y una cubierta externa de celulosa (pared celular) que las células animales no presentan

MEMBRANA CELULAR

La célula está rodeada por una membrana, denominada "membrana plasmática". La membrana delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula.

En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos, proteínas y glúcidos en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente. Los lípidos forman una doble capa y las proteínas se disponen de una forma irregular y asimétrica entre ellos. Estos componentes presentan movilidad, lo que confiere a la membrana un elevado grado de fluidez.

Por el aspecto y comportamiento el modelo de membrana se denomina "modelo de mosaico fluido"

Las funciones de la membrana podrían resumirse en:

TRANSPORTE

El intercambio de materia entre el interior de la célula y su ambiente externo.

RECONOCIMIENTO Y COMUNICACIÓN

Gracias a moléculas situadas en la parte externa de la membrana, que actúan como receptoras de sustancias.

PARED CELULAR

Las células vegetales poseen una envuelta externa a la membrana plasmática, altamente organizada y rígida, que constituye la pared celular y cumple las siguientes funciones:

Confiere rigidez al vegetal y contribuye al mantenimiento de la forma celular.

Une las células adyacentes, conectando las células de los tejidos vegetales.

Posibilita el intercambio de fluidos y la comunicación intracelular

Permite a las células vegetales vivir en el medio hipotónico de la planta, impidiendo que éstas se hinchen y lleguen a estallar.

Impermeabiliza la superficie vegetal en algunos tejidos, para evitar la pérdida de agua.

Sirve de barrera al paso de agentes patógenos.

CITOPLASMA

Cuando se observa la célula con un microscopio óptico, es posible distinguir una zona comprendida entre el núcleo y la membrana celular: el citoplasma

Si observamos la misma célula con un microscopio electrónico, se pueden apreciar en su interior una serie de elementos diferenciados, denominados orgánulos. El medio fluido donde de hallan inmersos estos orgánulos se llama hialoplasma o citosol.

También se encuentra inmerso en este fluido el citoesqueleto, compuesto por una serie de filamentos, cuya función consiste en mantener la forma de la célula.

En el hialoplasma se produce la mayoría de las reacciones químicas que constituyen el metabolismo celular.

CELULA EUCARIOTA ANIMAL Y VEGETAL

Células animales

Estructura de una célula animal típica: 1. Nucléolo, 2. Núcleo, 3. Ribosoma, 4. Vesícula, 5. Retículo endoplasmático rugoso, 6. Aparato de Golgi, 7. Citoesqueleto (microtúbulos), 8. Retículo endoplasmático liso, 9. Mitocondria, 10. Peroxisoma, 11. Citoplasma, 12. Lisosoma. 13. Centriolo.

Las células animales componen los tejidos de los animales y se distinguen de las células vegetales en que carecen de paredes celulares y de cloroplastos y poseen centríolos y vacuolas más pequeñas y, generalmente, más abundantes. Debido a la carencia de pared celular rígida, las células animales pueden adoptar variedad de formas e incluso pueden fagocitar otras estructuras.

Células vegetales

Artículo principal: Célula vegetal

Estructura de una célula vegetal típica: 1. Núcleo, 2. Nucléolo, 3. Membrana nuclear, 4. Retículo endoplasmático rugoso, 5. Leucoplasto, 6. Citoplasma, 7. Dictiosoma / Aparato de Golgi, 8. Pared celular, 9. Peroxisoma, 10. Membrana plasmática, 11. Mitocondria, 12. Vacuola central, 13. Cloroplasto, 14. Plasmodesmos, 15. Retículo endoplasmático liso, 16. Citoesqueleto, 17. Vesícula, 18. Ribosomas.

Las características distintivas de las células de las plantas son:

Una vacuola central grande (delimitada por una membrana, el tonoplasto), que mantiene la forma de la célula y controla el movimiento de moléculas entre citosol y savia.

Una pared celular compuesta de celulosa y proteínas, y en muchos casos, lignina, que es depositada por el protoplasto en el exterior de la membrana celular. Esto contrasta con las paredes celulares de los hongos, que están hechas de quitina, y la de los procariontes, que están hechas de peptidoglicano.

Los plasmodesmos, poros de enlace en la pared celular que permiten que las células de las plantas se comuniquen con las células adyacentes. Esto es diferente a la red de hifas usada por los hongos.

Los plastos, especialmente cloroplastos que contienen clorofila, el pigmento que da a la plantas su color verde y que permite que realicen la fotosíntesis.

Los grupos de plantas sin flagelos (incluidas coníferas y plantas con flor) también carecen de los centriolos que están presentes en las células animales. Estos también se pueden encontrar en los animales de todos los tipos es decir en un mamifero en una ave o en un reptil

MORFOLOGIA Y FISIOLOGIA CELULARMORFOLOGIA

Los seres vivos están formados por células. Las células son pequeñas a escala humana. Tamaño de micras (milésimas de milímetro) Las células fueron descubiertas con el microscopio. A mediados del s XVII. Hooke .

Leeuwenhoek. En principio no se las dio importancia. No tenían cabida en los conocimientos de la época.Hasta s XIX no se reconoció su importancia.Fue una sorpresa. Más cuando se vio que todo lo que hacían los organismos lo hacían en realidad sus células.

Teoría celular- Todo ser vivo formado por una o más unidades constitucionales y funcionales llamadas células- Cada célula capaz de mantener su vitalidad por sí misma- Cada célula procede de otra preexistente

Las células son las unidades estructurales y funcionales de los seres vivos. Cada ser vivo procede de, al menos, una célula. Mínima unidad biótica; con las funciones vitales

En organismos pluricelulares: o Son colonias celulares. De unas pocas a miles de milloneso Parecen una unidad por mecanismos de comunicación entre sus células.o Las células mantienen toda su información. El ADN de el organismo está en cada célula

completo

o Siguen manteniendo todo el metabolismo. Hay que abastecerlas de nutrientes y eliminar sus desechos

o Estas características son consecuencia de su origen evolutivo: Aumento de tamaño por aumento en número de células y especialización de las mismasFué más sencillo hacerse grandes con células que ya funcionan correctamente activando y anulando genes

Las células tienen partes especializadas llamadas orgánulos La mínima estructura de una célula consiste en:

o MembranaSeparación entre interior y exterior de la célulaIntercambio de sustanciasRecepción de estímulos

o CitoplasmaMedio interno.Funcionamiento celular

o Material genético.Información

Los elementos funcionales principales de las células son las proteínas- Una célula eucariota tiene del orden de E10 proteínas de unos 10.000 tipos diferentes- Una célupa procariota tiene del orden de E7 proteínas de unos 4.000 tipos diferentes

La información de todas las células se encuentra almacenada en forma de ADN de doble cadena y se expresa en forma de ARN

Las células mantienen su capacidad para realizar las funciones vitales autónomamente (nutrición, relación, reproducción).

Forma de las células

Muy variadasAlgunas siempre la misma y otras modificableAlgunas solitarias otras en colonias más o menos complejasDeterminada por la función o modo de vida

Tamaños 

Muy variables

EucariotasTípicas : 5 - 50 µm.Huevos y algunos protistas muy grandes. No raras hasta 0.5 mmExpansiones celulares de hasta metros. (Neuronas...)Células plurinucleadas pueden ser también macroscópicas (Hongos, protistas ...)

ProcariotasTípicos: 1 - 5 µm.Pequeños 0.2 µmGrandes 10 µm

Limitaciones al tamaño

No pueden ser demasiado grandes por: o Escasa relación superficie / volumen lo que limita la entrada de

sustancias (alimentos, gases ... )

o Escaso material nuclear para la símtesis de proteínas o Problemas con la difusión de sustancias en el interior celular. Han de

tener mecanismos de transporte No pueden ser demasiado pequeñas por:

o Orgánulos necesarios para el funcionamiento celular

FISIOLOGÍA

1) RELACION: Esta función permite la interacción con el medio ambiente, y se basa en movimientos internos (ciclosis) o externos (tropismos, taxismos).

Ciclosis: Movimiento circulatorio que se produce en el citoplasma por cambios de estado y por acción del citoesqueleto ante estímulos externos.

Tropismos: Son movimientos de orientación en el crecimiento de las células vegetales hacia o en contra de un estímulo externo (Ej: fototropismo positivo en hojas y negativo en raíces).

Taxismos: Son movimientos de traslación de células animales producido por cilias, flagelos o ameboidales como respuesta a estímulos.

2) REPRODUCCIÓN: Es la propiedad de engendrar organismos similares o iguales asegurando la supervivencia de la especie. Puede ser por mitosis (la célula madre origina 2 células con igual número de cromosomas) o por meiosis (la célula madre origina 4 células con la mitad del número cromosómico).

3) NUTRICIÓN: Es un conjunto de funciones para obtener materia y energía por intercambio con el ambiente. En heterótrofos, las funciones son: ingestión, digestión, asimilación, excreción, respiración y circulación. En autótrofos, son: fotosíntesis, respiración y circulación.

Heterótrofos:

A. Ingestión: La célula incorpora materia por endocitosis, y se forma una vacuola alimenticia.

B. Digestión: Un lisosoma primario se acerca a la vacuola alimenticia, se fusionan sus membranas, y se forma un lisosoma secundario. Allí las enzimas digestivas desdoblan las moléculas complejas en simples.

C. Circulación: Por la digestión, las proteínas se desdoblan en aminoácidos, los lípidos en ácidos grasos y los hidratos de carbono en monosacáridos. Las moléculas simples ya pueden ser asimiladas, y para ello deben circular por medio de la ciclosis.

D. Excreción: Las sustancias no asimilables se acumulan en vacuolas o se fusionan con la membrana plasmática, y por exocitosis expulsan su contenido.

E. Respiración: Se produce gracias a la materia y energía obtenidas de los alimentos digeridos. Es el proceso por el cual la glucosa es oxidada CO2 y H2O en presencia de O2, con liberación de energía. Comprende 3 etapas:

Glucósis: Se realiza en el citoplasma donde hay enzimas que degradan parcialmente la glucosa, liberando energía (ATP).

Ciclo de Krebs: Ocurre en la matriz mitocondrial por una acción enzimática. Se produce liberación de CO2 y energía.

Cadena respiratoria: Se produce en las crestas mitocondriales donde hay enzimas que forman la cadena respiratoria. Finalmente, la glucosa es degradada totalmente.

Autótrofos:

A. Fase lumínica: La energía lumínica es captada por la clorofila y transformada en energía química. La energía química se almacena en compuestos como el ADP que al incorporar energía se transforma en ATP. La energía del ATP se utiliza para romper la molécula de agua y separarla en H2 y O2, proceso de hidrólisis. El O2 sale por los estomas y el H2 queda detenido en un compuesto que actúa como aceptor de H2.

Fase oscura: Se utiliza la energía acumulada en el ATP, el cual cede un ácido fosfórico y origina ADP, liberando energía. Los aceptores ceden el H2 que se combina con el CO2 usando energía del ATP. Esa combinación origina glucosa. Este proceso se llama ciclo de Calvin. A partir de la glucosa se originan azúcares (almidón y sacarosa) o lípidos (que se acumulan en oleoplastos) o proteínas (en proteoplastos). El transporte de estas sustancias se realiza por el floema.

B. Fotosíntesis: Los vegetales elaboran glucosa a partir de agua, sales CO2 y energía luminosa captada por la clorofila. Los cloroplastos están formados por tres membranas los tilacoides se apilan formando granas dentro de la matriz, y la clorofila está en la superficie interna de los tilacoides. La fotosíntesis se realiza en el parénquima clorofiliano de las plantas y consta de 2 etapas: lumínica (se realiza en los tilacoides en presencia de luz) y oscura (no necesita luz y ocurre en la matriz).

C. Circulación: Responde a la teoría tenso-ccheso-transpiratoria. El agua entra en la raíz por ósmosis, atraviesa la epidermis (rizodermis), pasa al apénquima cortical, y luego entra en el xilema, que se encargará de distribuir el agua las sales a toda la planta. Para que el agua ascienda requiere de cohesión de sus moléculas que se unen formando columnas, las cuales permanecen unidas e todo su recorrido por los vasos del xilema. Cuando la planta transpira por los estomas, se genera un vacío temporario en los vasos xilemáticos que sufren una tensión que hacen ascender la columna de agua. El floema es otro tejido conductor compuesto por células vivas y paralelo al xilema, que transporta la glucosa desde la hoja hasta el resto del vegetal (camino adverso del xilema).

Mitosis

Es la división celular que consiste en que a partir de una célula se obtienen 2 células hijas, genéticamente idénticas a la madre. Se produce en cualquier célula eucarionte, ya sea diploide o haploide y como mantiene invariable el número de cromosomas, las células hijas resultarán diploides, si la madre era diploide o alploide. La división del citoplasma se llama citocinesis, y la división del núcleo, cariocinesis. Algunas células no realizan mitosis y permanencen en un estado

interfásico, pero otras la realizan frecuentemente (células embrionarias, células de zonas de crecimiento, células de tejidos sujetos a desgaste.).

Función: crecimiento y desarrollo del organismo multicelular, y la regeneración de tejidos expuestos a destrucción de células. En unicelulares, cumple la función de reproducción asexual.

FUNCIONES BIOLOGICAS DE LA MEMBRANA PLASMATICA

Funciones

La función básica de la membrana plasmática es mantener el medio intracelular diferenciado del entorno. Esto es posible gracias a la naturaleza aislante en medio acuoso de la bicapa lipídica y a las funciones de transporte que desempeñan las proteínas. La combinación de transporte activo y transporte pasivo hacen de la membrana plasmática una barrera selectiva que permite a la célula diferenciarse del medio.

Los esteroides, como el colesterol, tienen un importante papel en la regulación de las propiedades físico-químicas de la membrana regulando su resistencia y fluidez.

Gradiente electroquímico

Es la fuerza neta de la dirección del flujo para cada soluto si combinamos los efectos de gradiente de concentración y gradiente eléctrico.

Permeabilidad

La permeabilidad de las membranas es la facilidad de las moléculas para atravesarla. Esto depende principalmente de la carga eléctrica y, en menos medida, de la masa molar de la molécula. Pequeñas moléculas y moléculas con carga eléctrica neutra pasan la membrana más fácilmente que elementos cargados eléctricamente y moléculas grandes. Además, la membrana es selectiva, lo que significa que permite la entrada de unas moléculas y restringe la de otras. La permeabilidad depende de los siguientes factores:

Solubilidad en los lípidos: Las sustancias que se disuelven en los lípidos (moléculas hidrófobas, no polares) penetran con facilidad en la membrana dado que está compuesta en su mayor parte por fosfolípidos.

Tamaño: la mayor parte de las moléculas de gran tamaño no pasan a través de la membrana. Sólo un pequeño número de moléculas no polares de pequeño tamaño pueden atravesar la capa de fosfolípidos.

Carga: Las moléculas cargadas y los iones no pueden pasar, en condiciones normales, a través de la membrana. Sin embargo, algunas sustancias cargadas pueden pasar por los canales proteícos o con la ayuda de una proteína transportadora.

También depende de las proteínas de membrana de tipo:

Canales: algunas proteínas forman canales llenos de agua por donde pueden pasar sustancias polares o cargadas eléctricamente que no atraviesan la capa de fosfolípidos.

Transportadoras: otras proteínas se unen a la sustancia de un lado de la membrana y la llevan al otro lado donde la liberan.

SISTEMA DE TRANSPORTE A TRAVES DE LA MEMBRANA

En biología celular se denomina transporte de membrana al conjunto de mecanismos que regulan el paso de solutos, como iones y pequeñas moléculas, a través de membranas plasmáticas, esto es, bicapas lipídicas que poseen proteínas embebidas en ellas. Dicha propiedad se debe a la selectividad de membrana, una característica de las membranas celulares que las faculta como agentes de separación específica de sustancias de distinta índole química; es decir, la posibilidad de permitir la permeabilidad de ciertas sustancias pero no de otras.[1]

Los movimientos de casi todos los solutos a través de la membrana están mediados por proteínas transportadoras de membrana, más o menos especializadas en el transporte de moléculas concretas. Puesto que la diversidad y fisiología de las distintas células de un organismo está relacionada en buena medida con su capacidad de captar unos u otros elementos externos, se postula que debe existir un acervo de proteínas transportadoras específico para cada tipo celular y para cada momento fisiológico determinado;[1] dicha expresión diferencial se encuentra regulada mediante: la transcripción diferencial de los genes codificantes para esas proteínas y su traducción, es decir, mediante los mecanismos genético-moleculares, pero también a nivel de la biología celular: dichas proteínas pueden requerir de activación mediada por rutas de señalización celular, activación a nivel bioquímico o, incluso, de localización en vesículas del citoplasma.[2

Generalidades

Termodinámicamente, el flujo de sustancias de un compartimento a otro puede realizarse a favor o en contra de un gradiente, ya sea de concentración, o electroquímico. Si el intercambio de sustancias se realiza a favor del gradiente, esto es, en el sentido de los potenciales decrecientes, el requerimiento de energía externo al sistema es nulo; si, en cambio, el transporte se hace en contra del gradiente, se requiere el aporte de energía, energía metabólica en nuestro caso.[3] Por ejemplo, un mecanismo químico de separación clásico que no requiere un aporte de energía externo es la diálisis: en ella, una membrana semipermeable separa dos soluciones que difieren en la concentración de un mismo soluto.

RETICULO ENDOPLASMATICO

El retículo endoplasmático es una red interconectada de tubos aplanados y sáculos comunicados entre sí, que intervienen en funciones relacionadas con la síntesis proteica, metabolismo de lípidos y algunos esteroides, así como el transporte intracelular. Se encuentra en la célula animal

y vegetal pero no en la célula procariota. Es un orgánulo encargado de la síntesis y el transporte de las proteíns.

Imagen de un núcleo, el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi..(1) Núcleo. (2) Poro nuclear. (3) Retículo endoplasmático rugoso (RER). (4) Retículo endoplasmático liso (REL). (5) Ribosoma en el RE rugoso. (6) Proteínas siendo transportadas. (7) Vesícula (transporte). (8) Aparato de Golgi. (9) Lado cis del aparato de Golgi. (10) Lado trans del aparato de Golgi. (11) Cisternas del aparato de Golgi.

El retículo endoplasmático rugoso se encuentra unido a la membrana nuclear externa mientras que el retículo endoplasmático liso es una prolongación del retículo endoplasmático rugoso.

El retículo endoplasmático rugoso tiene esa apariencia debido a los numerosos ribosomas adheridos a su membrana mediante unas proteínas denominadas "riboforinas". Tiene unos sáculos más redondeados cuyo interior se conoce como "luz del retículo" o "lumen" donde caen las proteínas sintetizadas en él. Está muy desarrollado en las células que por su función deben realizar una activa labor de síntesis, como las células hepáticas o las células del páncreas.

El retículo endoplasmático liso no tiene ribosomas y participa en el metabolismo de lípidos.

El Retículo endoplasmático tiene variedad de formas:tubúlos, vesículas, cisternas. En algunos casos en una misma célula se pueden observar los tres tipos.

Funciones

Síntesis de proteínas: La lleva a cabo el retículo endoplasmático rugoso, específicamente en los ribosomas adheridos a su membrana. Las proteínas serán transportadas al Aparato de Golgi mediante vesículas de transición donde

dichas proteínas sufrirán un proceso de maduración para luego formar parte de los lisosomas o de vesículas secretoras.

El ARN mensajero es el que lleva la información para la síntesis de proteínas, es decir, determina el orden en que se unirán los aminoácidos.

APARTO DE GOLGI

El aparato de Golgi es un orgánulo presente en todas las células eucariotas excepto los glóbulos rojos y las células epidérmicas. Pertenece al sistema de endomembranas del citoplasma celular. Está formado por unos 4-8 dictiosomas, que son sáculos aplanados rodeados de membrana y apilados unos encima de otros, cuya función es completar la fabricación de algunas proteínas. Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo endoplasmático rugoso. El material nuevo de las membranas se forma en varias cisternas del Golgi. Dentro de las funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas, selección, destinación, glicosilación de lípidos, almacenamiento y distribución de lisosomas y la síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular. Debe su nombre a Camillo Golgi, Premio Nobel de Medicina en 1906 junto a Santiago Ramón y Cajal.

LISOSOMAS

Los lisosomas son orgánulos relativamente grandes, formados por el retículo endoplasmático rugoso (RER) y luego empaquetadas por el complejo de Golgi, que contienen enzimas hidrolíticas y proteolíticas que sirven para digerir los materiales de origen externo (heterofagia) o interno (autofagia) que llegan a ellos. Es decir, se encargan de la digestión celular.

VACUOLAS

Una vacuola es un orgánulo celular presente en plantas y en algunas células protistas eucariotas. Las vacuolas son compartimentos cerrados limitados por membrana plasmática que contienen diferentes fluidos, como agua o enzimas, aunque en algunos casos puede contener sólidos. La mayoría de las vacuolas se forman por la fusión de múltiples vesículas membranosas. El orgánulo no posee una forma definida, su estructura varía según las necesidades de la célula.

Las vacuolas que se encuentran en las células vegetales son regiones rodeadas de una membrana (tonoplasto o membrana vacuolar) y llenas de un líquido muy particular llamado jugo celular.

DIFERENCIA ENTRE CELULA ANIMAL Y VEGETAL

CELULA ANIMAL CELULA VEGETAL1.-Presenta una membrana celular simple.

2. La célula animal no lleva plastidios.3. El número de vacuolas es muy reducido.4. Tiene centrosoma.5. Presenta lisosomas6. No se realiza la función de fotosíntesis 7. Nutrición heterótrofa

1. Presenta una membrana celulósica o pared celular, rígida que contiene celulosa.2. presenta plástidios o plastos como el cloroplasto.3. presenta numerosos grupos de vacuolas.4. no tiene centrosoma.5. carece de lisosomas.6. se realiza función de fotosíntesis.7. nutrición autótrofa.

Esquema de una célula animal mostrando la membrana plasmática, los componentes del núcleo y la ubicación de las distintas organelas. Nótese la ausencia de pared celular.

 

DIFERENCIAS ENTRE LA CÉLULA ANIMAL Y LA CÉLULA VEGETAL:

En líneas generales podemos decir que la principal diferencia entre estos dos tipos de células es que las animales carecen de pared celular mientras que este es el componente fundamental que otorga rigidez a las células vegetales (¿alguna vez notaste que, aunque las plantas mueran, al principio igual se quedan "armaditas"? Sólo después de un cierto tiempo -y descomponedores de por medio- pierden la rigidez que les otorga esta pared celular).

Durante el práctico encontramos otras diferencias en el material observado (pero no son una regla de las células animales y vegetales). Estas son:

las células de epitelio bucal son de menor tamaño que las células de tomate;

Célula animal: Lo importante (por ahora) es (1) membrana plasmática (2) citoplasma (5) núcleo (6) nucleolo

hay pigmentos cromoplastos en el citoplasma de las células del tomate pero no detectamos pigmentos en el citoplasma de las células de epitelio bucal. Pero ¡atención! a no confundirse: algunas células animales tienen pigmentos sólo que su estructura es diferente de los que encontraríamos en una célula vegetal.

si observaron los glóbulos rojos habrán notado que no tienen núcleo. Esta es una característica particular de estas células animales en su estado maduro que les permite almacenar mayor cantidad de oxígeno en el "espacio vacante" y lograr una máxima compresión para pasar a través de los angostísisimos capilares. De ninguna manera implica que todas las células animales carezcan de núcleo ¿dónde, si no, estaría su información genética?...

Célula vegetal (noten la pared celular, la membrana plasmática, el citoplasma y el núcleo, que es lo que nos interesa por ahora...)

 

LAS MITOCONDRIAS Y LA RESPIRACION AEROBIAS

Las mitocondrias (Et: del griego μίτος, mítos: hilo, y κόνδρος, kóndros: gránulo)[1] son orgánulos citoplasmáticos provistos de doble membrana que se encuentran en la mayoría de las células eucariotas.[2] Su tamaño varía entre 0,5–10 micrómetros (μm) de

diámetro. Las mitocondrias se describen en ocasiones como "generadoras de energía" de las células, debido a que producen la mayor parte del suministro de adenosín trifosfato (ATP), que se utiliza como fuente de energía química.[3] Además de proporcionar energía en la célula, las mitocondrias están implicadas en otros procesos, como la señalización celular, diferenciación celular,isostasia del calcio, muerte celular programada, así como el control del ciclo celular y el crecimiento celular.

La respiración aeróbica

es un tipo de metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculas orgánicas, como la glucosa, por un proceso complejo en el que el carbono es oxidado y en el que el oxígeno procedente del aire es el oxidante empleado. En otras variantes de la respiración, muy raras, el oxidante es distinto del oxígeno (respiración anaeróbica).

La respiración aeróbica es el proceso responsable de que la mayoría de los seres vivos, los llamados por ello aerobios, requieran oxígeno. La respiración aeróbica es propia de los organismos eucariontes en general y de algunos tipos de bacterias.

El oxígeno que, como cualquier gas, atraviesa sin obstáculos las membranas biológicas, atraviesa primero la membrana plasmática y luego las membranas mitocondriales, siendo en la matriz de la mitocondria donde se une a electrones y protones (que sumados constituyen átomos de hidrógeno) formando agua. En esa oxidación final, que es compleja, y en procesos anteriores se obtiene la energía necesaria para la fosforilación del ATP.

En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico, obtenido durante la fase primera anaerobia o glucólisis, es oxidado para proporcionar energía, dióxido de carbono y agua. A esta serie de reacciones se le conoce con el nombre de respiración aeróbica.

La reacción química global de la respiración es la siguiente:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía (ATP)

RESPIRACIÓN ANAEROBIALa respiración anaeróbica es un proceso biológico de oxidorreducción de monosacáridos y otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno, y más raramente una molécula orgánica. La realizan exclusivamente algunos grupos de bacterias y para ello utilizan una cadena transportadora de electrones análoga a la de las mitocondria en la respiración aeróbica.[1] No debe confundirse con la fermentación, que es un proceso también anaeróbico, pero en el que no participa nada parecido a una cadena transportadora de electrones y el aceptor final de electrones es siempre una molécula orgánica.

CLOROPLASTOS:

Los cloroplastos son los orgánulos celulares que en los organismos eucariontes fotosintetizadores se ocupan de la fotosíntesis. Están limitados por una envoltura formada por dos membranas concéntricas y contienen vesículas, los tilacoides, donde se encuentran organizados los pigmentos y demás moléculas que convierten la energía luminosa en energía química, como la clorofila.

El término cloroplastos sirve alternativamente para designar a cualquier plasto dedicado a la fotosíntesis, o específicamente a los plastos verdes propios de las algas verdes y las plantas.

Funciones

Es el orgánulo donde se realiza la fotosíntesis. Existen dos fases, que se desarrollan en compartimentos distintos:

Fase luminosa : Se realiza en la membrana de los tilacoides, donde se halla la cadena de transporte de electrones y la ATP-sintetasa responsables de la conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y de la generación poder reductor (NADPH).

Fase oscura : Se produce en el estroma, donde se halla el enzima RuBisCO, responsable de la fijación del CO2 mediante el ciclo de Calvin.

[editar] Otros tipos de plastos

Tipos de plástidos, o plastos

Plasto o Cloroplasto y etioplasto o Cromoplasto

o Leucoplasto Amiloplasto

Estatolito

PIGMENTOS FOTOSINTETICOSson biomoleculas capaces de convertir la energia del sol en nergia quimica. son clorofila, bacteriofeofitina y bacterioclorofila "c", "d" y "e".La otra modalidad de fotosíntesis, la fotosíntesis anoxigénica, en la cual no se libera oxigeno, es llevada a cabo por un número reducido de bacterias, como las bacterias púrpuras del azufre y las bacterias verdes del azufre, estas tambien absorven energia del sol y con agua co2 y sales minerales, pueden sintetizar biomoleculas como azucares proteinas carbohidratos.

FASE OSCURA

La fase oscura de la fotosíntesis son un conjunto de reacciones independientes de la luz (mal llamadas reacciones oscuras porque pueden ocurrir tanto de día como de noche, mas se llaman así por la marginación fotogénica ya que se desarrolla dentro de las células de las hojas y no en la superficie celular de las mismas) que convierten el dióxido de carbono y otros compuestos en glucosa. Estas reacciones, a diferencia de las reacciones lumínicas (fase luminosa o fase clara), no requieren la luz para producirse (de ahí el nombre de reacciones oscuras). Estas reacciones toman los productos de la fase luminosa (principalmente el ATP y NADPH) y realizan más procesos químicos sobre ellos. Las reacciones oscuras son dos: la fijación del carbono y el ciclo de Calvin.

Fase luminosa

La fase luminosa, fase clara, fase fotoquímica o reacción de Hill es la primera etapa de la fotosíntesis, que convierte la energía solar en energía quimica. La luz es absorbida por complejos formados por clorofilas y proteínas. Estos complejos clorofila-proteína se agrupan en unidades llamadas fotosistemas, que se ubican en los tilacoides (membranas internas) de los cloroplastos. Se denomina fase luminosa o clara, ya que al utilizar la energía lumínica, sólo puede llevarse a cabo en condiciones de alta luminosidad, ya sea natural o artificial.

GLUCOLISIS

La glucólisis o glicolisis (del griego glycos, azúcar y lysis, ruptura), es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula. Consiste en 10 reacciones enzimáticas consecutivas que convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, el cual es capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo.[1]

El tipo de glucólisis más común y más conocida es la vía de Embden-Meyerhoff, explicada inicialmente por Gustav Embden y Otto Meyerhof. El término puede incluir vías alternativas, como la vía de Entner-Doudoroff. No obstante, glucólisis se usa con frecuencia como sinónimo de la vía de Embden-Meyerhoff. Es la vía inicial del catabolismo (degradación) de carbohidratos.

FERMENTACIONES

La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico, siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones.

Fue descubierta por Louis Pasteur, que la describió como la vie sans l´air (la vida sin el aire). La fermentación típica es llevada a cabo por las levaduras. También algunos metazoos y protistas son capaces de realizarla.

El proceso de fermentación es anaeróbico ya que se produce en ausencia de oxígeno; ello significa que el aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis no es el oxígeno, sino un compuesto orgánico que se reducirá para poder reoxidar el NADH a NAD+. El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato, ...) es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente.

DIVERSIDAD DE LOS SERES VIVOS

TAXONOMIA

La taxonomía (del griego ταξις, taxis, "ordenamiento", y νομος, nomos, "norma" o "regla") es, en su sentido más general, la ciencia de la clasificación. Habitualmente, se emplea el término para designar a la taxonomía biológica, la ciencia de ordenar a los organismos en un sistema de clasificación compuesto por una jerarquía de taxones anidados.

Los árboles filogenéticos tienen forma de dendrogramas. Cada nodo del dendrograma se corresponde con un clado: un grupo de organismos emparentados que comparten una población ancestral común (que no necesariamente estaba compuesta de un único individuo). Los nodos terminales (aquí simbolizados por letras individuales) no pueden ir más allá de las especies, ya que por definición, por debajo de la categoría especie no se pueden formar grupos

reproductivamente aislados entre sí, y por lo tanto no evolucionan como linajes independientes, por lo que no pueden ser representados por un diagrama en forma de árbol.

PRINCIPALES CATEGORIAS TAXONÓMICAS

Categorías taxonómicas fundamentales

Las categorías taxonómicas fundamentales se denominan, empezando por la que más abarca:

Dominio Reino Filo , del latín, Phylum; o División, fuera de la Zoología Clase Orden Familia Tribu (esta categoría es opcional) Género Especie

[editar] Categorías subordinadas

La necesidad de pormenorizar la clasificación obligó a establecer categorías intermedias que se forman, sobre todo, añadiendo prefijos a las existentes. Los prefijos en uso son super-, sub- e infra-. Es necesario subrayar que algunas de las que se deducen de esta regla no se usan en absoluto; en particular, supergénero, que es sustituido por la tribu, y superespecie, que en botánica es sustituida por grex. También hay casos comunes de subgénero, subespecie, variedad y raza, y no tan comunes, como subtribu.

Un ejemplo de clasificación completa, la de nuestra especie, permite mostrar con mayor claridad la aplicación del concepto.

Dominio Eukarya (Eucariontes)sin clasificación

Unikonta (Con células flageladas)

sin clasificación

Opisthokonta (Sus células tienen el flagelo hacia atrás)

Reino Animalia (Animales)Subrreino Eumetazoa (Con tejidos)sin clasificación

Bilateria (simetría bilateral)

sin clasificación

Coelomata (con celoma)

Superfilo Deuterostomia (Deuteróstomos)Filo Chordata (Cordados)

sin clasificación

Craniata (con cráneo)

Subfilo Vertebrata (Vertebrados)Infrafilo Gnathostomata (con mandíbulas articuladas)sin clasificación

Teleostomi (con dos orificios nasales)

Superclase Tetrapoda (con cuatro extremidades)sin clasificación

Amniota (el embrión desarrolla tres envueltas)

Clase Mammalia (Mamíferos)Subclase Theria (placentarios)Infraclase Placentalia (vivíparos placentarios)Superorden Euarchontogliressin clasificación

Euarchonta

Orden Primates (Primates)Suborden Haplorrhini (Haplorrinos)Infraorden Simiiformes (Monos)

Parvorden Catarrhini(monos con hocico más o menos recto y los orificios nasales dirigidos hacia el frente)

Superfamilia Hominoidea (monos sin cola)Familia Hominidae (Homínidos)Subfamilia Homininae (Homininos)Tribu Hominini (Homininos erguidos)Subtribu HomininaGénero HomoEspecie Homo sapiens

SubespecieHomo sapiens sapiens

ECOLOGIALa ecología (del griego «οίκος» oikos="casa", y «λóγος» logos=" conocimiento") es la ciencia que estudia a los seres vivos, su ambiente, la distribución y abundancia, cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre los organismos y su ambiente: «la biología de los ecosistemas» (Margalef, 1998, p. 2). En el ambiente se incluyen las propiedades físicas que pueden ser descritas como la suma de factores abióticos locales, como el clima y la geología, y los demás organismos que comparten ese hábitat (factores bióticos).`

ORGANISMOS Y AMBIENTES (ADAPTACION)

Una adaptación biológica es una estructura anatómica, proceso fisiológico o rasgo del comportamiento de un organismo que ha evolucionado durante un período mediante selección natural de tal manera que incrementa sus expectativas a largo plazo para reproducirse con éxito. El término adaptación también se utiliza ocasionalmente como sinónimo de selección natural, aunque la mayoría de los biólogos no está de acuerdo con este uso. Es importante tener presente que las variaciones adaptativas no surgen como respuestas al entorno sino como resultado de la deriva genética.[cita requerida]

La adaptación a el medio en un ambiente nuevo es un proceso lento, largo y que requiere un cambio en estructuras del cuerpo, en el funcionamiento y en el comportamiento para poder habituarse al nuevo ambiente. la falta de adaptación lleva al organismo a la muerte.

Hay 3 tipos de adaptación al medio:

Morfológica o estructural: Como la sustitución de hojas por espinas en los cactus para evitar la pérdida de agua.(Explicacion)

Fisiológica o funcional: Como las glándulas de sal en las iguanas marinas para eliminar el exceso de sal en su cuerpo.

Etológica o de comportamiento: Como la danza de cortejo de muchas aves, para atraer a la hembra y reproducirse.

Adaptación a los ambientes acuáticos

Plantas

Raíz

En las plantas sumergidas es escasa por dos razones: primera, porque al estar rodeadas de agua no necesitan una raíz muy extensa que la absorba y segunda, porque el agua las sostiene.

Es abundante en las plantas flotantes porque necesitan absorber agua porque la planta esta sobre la superficie y además porque necesita un «contrapeso» para que no se la lleve el viento.

No tienen pelos absorbentes porque al tener una epidermis delgada el agua entra por todos lados.

Tallo

Hay espacio «vacíos» entre los tejidos que contienen aire y forman lo que se llama «lagunas aeríferas» que les sirven para flotar.

No tienen tejidos de sostén porque el agua las sostiene. Se fragmentan fácilmente (propagación asexual) porque no tienen flores para

reproducirse. Ausencia de vasos de conducción porque absorben agua por todo el «cuerpo». Epidermis delgada porque el agua entra y sale libremente.

Hojas

En las plantas sumergidas...

Son acintadas (como cintas) para que no se rompan por el agua y para tener mayor superficie de contacto con el oxígeno.

Son verde oscuro (por la clorofila) para aprovechar mas la poca luz que hay debajo del agua.

Ausencia de estomas (pequeños poros): no los necesitan porque están rodeadas de agua.

En las plantas flotantes...

Son de gran superficie para poder flotar. Poseen estomas solo en la cara superior para regular la entrada y salida de

gases y agua.

Animales

Presencia de aletas, extremidades como remos, propulsión a chorro o «cilios» para poder desplazarse.

Forma hidrodinámica para facilitar el desplazamiento en el agua. Algunos poseen cámaras de aire para facilitar la flotación. Los peces con esqueleto de hueso poseen vejiga natatoria para facilitar el

ascenso y el descenso. Respiración branquial o a través de la piel para aprovechar el oxigeno disuelto en

el agua.

Adaptaciones al ambiente aeroterrestre

Plantas

Desarrollo de cutícula gruesa sobre la epidermis para evitar la deshidratación. Desarrollo importante de la raíz para sostener la planta y para tomar el agua y

los nutrientes.

Desarrollo de un sistema de conducción o a través de vasos (vasos de conducción) para transportar agua y nutrientes desde la raíz a todo el cuerpo.

Presencia de estomas para intercambiar gases con la atmósfera y regular el exceso de agua.

Formaron un esqueleto de sostén de fibras resistentes para elevar la planta del suelo (erguirla).

Desarrollo de órganos de gran superficie (hojas) para captar la energía lumínica. Desarrollo de granos de polen para asegurar el encuentro de los Gametos.

Animales

Invertebrados

Poseen una envoltura impermeable de quitina para evitar la deshidratación. Exoesqueleto de quitina para mantener erguido el cuerpo. Desarrollo de una cascara impermeable en los huevos para asegurar el

mantenimiento del agua en el interior. Diversas formas de locomoción( marcha, salto, vuelo, etc) a través de distintas

estructuras especializadas para el desplazamiento. Fecundación interna para asegurar la unión de las gametos.

Vertebrados

Presencia de piel o tegumento impermeable para evitar la deshidratación. Endoesqueleto de hueso para mantener el cuerpo erguido. Fecundación interna para asegurar la unión de las gametas. Presencia de líquidos en los huevos y en el caso de los mamíferos presencia de

una bolsa con liquido para preservar al embrión y evitar que se muera.

HABITAT Y NICHO ECOLOGICO

Cada especie tiene un determinado lugar donde vive y al cual está adaptada, y que se denomina hábitat (del latín habitare = vivir). El hábitat es la "dirección de la especie", o sea, el lugar donde vive y se la puede encontrar. Por ejemplo, el hábitat de¡ jaguar son los bosques tropicales, pero el estrato de¡ sotobosque; el de la vizcacha son las requerías de la Sierra; el de¡ cangrejo carretero son las playas arenosas y no las rocosas; y el de la vicuña son los pajonales de la Puna.

Sin embargo, un determinado hábitat es compartido por varias especies, pero que tienen una función distinta en el mismo, que se conoce como nicho ecológico, y que es la "ocupación u profesión de la especie en el hábitat". Por ejemplo, el hábitat de la vicuña es el pajonal de puna, igual que el de¡ puma andino, pero la primera es herbívora y el segundo es carnívoro, depredador de la primera.

¿QUÉ ES EL NICHO ECOLÓGICO?

El nicho ecológico expresa la interrelación de¡ organismo con los factores ecológicos, es

decir, la posición o función de una población o parte de ella en el ecosistema. La función que cumple cada especie en el ecosistema, o sea, su nicho ecológico, es determinada por una serie de factores, siendo el principal la competencia con otras especies.

Por ejemplo, el nicho ecológico que ocupa la mariposa monarca (Danaus) en el estado de oruga es ser herbívora, alimentándose de la planta flor de sesda (Asclepiass curassavica) en su estado adulto es nectarívora, visitando flores de diversas plantas. Por la competencia con otras especies la mariposa monarca se ha especializado, a través del tiempo, en dicha planta, que no es aprovechada por otras mariposas y, que a pesar de ser tóxica, la oruga soporta la toxicidad por una adaptación especial.

Por otra parte, el nicho ecológico del jaguar u otorongo en el bosque tropical es el ser carnívoro o depredador de animales grandes (venados, sachavaca, sajinos, etc.). Comparte el mismo hábitat con los venados, pero éstos son herbívoras.

IMPORTANTE

El nicho ecológico permite que en un área determinada convivan muchas especies herbívoras o carnívoras u omnívoras, habiéndose especializado cada una en una determinada planta o presa, sin hacerse competencia unas a otras. Esto se ha logrado a través de un largo proceso de especialización y qué implica que en el tiempo han sobrevivido las especies que han logrado adaptarse a una determinada función y han desarrollado hasta ciertos órganos especializados.

Un ejemplo muy característico lo constituyen los picadores. En el bosque amazónico y en una misma área podemos encontrar varias especies de estas aves, pero cada una se ha especializado en determinadas flores y sus picos varían en forma o longitud, según las flores de las especies de plantas que visitan.

Las distintas funciones de las especies permiten la convivencia de muchas especies en el mismo espacio, sin hacerse una competencia tal, que permite a todas vivir.

El concepto de nicho ecológico es importante para comparar distintos ecosistemas, como es el caso de las convergencias (especies muy distintas pero de hábitos similares), y la comparación entre diversas poblaciones del mismo ecosistema, posibilitando la explicación de la competencia y la coexistencia.

FACTORES ABIOTICOS

Los factores abióticos son los distintos componentes que determinan el espacio físico en el cual habitan los seres vivos; entre los más importantes podemos encontrar: el agua, la temperatura, la luz, el pH, el suelo y los nutrientes. Son los principales frenos del crecimiento de la población. Varían según el ecosistema de cada ser vivo. Por ejemplo el factor biolimitante fundamental en el desierto es el agua, mientras que para los seres vivos de las zonas profundas del mar el freno es la luz.

FACTORES BIÓTICOS

En ecología, los factores bióticos o componentes bióticos son los organismos vivos que interactúan con otros seres vivos, se refieren a la flora y fauna de un lugar y a sus interacciones. También se denominan factores bióticos a las relaciones que se establecen entre los seres vivos de un ecosistema y que condicionan su existencia.

Los individuos deben tener comportamiento y características fisiológicas específicos que permitan su supervivencia y su reproducción en un ambiente definido. La condición de compartir un ambiente engendra una competencia entre las especies, competencia dada por el alimento, el espacio, etc.

Una población es un conjunto de organismos de una especie que están en una misma zona. Se refiere a organismos vivos, sean unicelulares o pluricelulares.

POBLACIONES

es un grupo de personas, u organismos de una especie particular, que vive en un área o espacio, y cuyo número de habitantes se determina normalmente por un censo.

Para la demografía, centrada en el estudio estadístico de las poblaciones humanas, la población es un conjunto renovado en el que entran nuevos individuos -por nacimiento o inmigración- y salen otros -por muerte o emigración-.[1] Pero la evolución de la población y por tanto su reproducción no solamente está regida por el balance de nacimientos y muertes, emigración e inimigración, también por el número de años vividos de cada generación.[2]

Otros aspectos comportamiento humano en las poblaciones se estudian en sociología, economía y geografía, en especial en la geografía de la población y en la geografía humana.

COMUNIDADES

describe a todos los organismos que viven en un hábitat (o biotopo) determinado. Comunidad biótica, comunidad ecológica, o simplemente la palabra comunidad usada dentro de un contexto ecológico, son sinónimos de biocenosis. Actualmente el término comunidad, es el de uso más frecuente dentro del ambiente académico, mientras que biocenosis, se encuentra casi en desuso. Una definición alternativa para este mismo término es "el conjunto de poblaciones que coexisten dentro de un hábitat determinado".

La extensión, o área geográfica de una comunidad es limitada únicamente por los requerimientos necesarios para mantener una composición de especies uniforme, de acuerdo a Kendeigh (1961). Un ecosistema, según Tansley (1935), es la comunidad biótica junto con su ambiente físico.

CADENAS TROFICAS

Cadena trófica (del griego throphe, alimentación) es el proceso de transferencia de energía alimenticia a través de una serie de organismos, en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del siguiente. También conocida como cadena alimenticia, es la corriente de energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema en relación con su nutrición.

1. Cada cadena se inicia con un vegetal, productor u organismo autótrofo o sea un organismo que "fabrica su propio alimento" sintetizando sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas que toma del aire y del suelo, y energía solar (fotosíntesis).

2. Los demás integrantes de la cadena se denominan consumidores. Aquél que se alimenta del productor, será el consumidor primario, el que se alimenta de este último será el consumidor secundario que seria un carnivoro y un terciario que seria un ovnivoro o un supercarnivoro de alguna forma. Son consumidores primarios, los herbívoros. Son consumidores secundarios los carnívoros, terciarios omnívoros, etc.

3. Existe un último nivel en la cadena alimentaria que corresponde a los descomponedores. Éstos actúan sobre los organismos muertos, degradan la materia orgánica y la transforman nuevamente en materia inorgánica devolviéndola al suelo (nitratos, nitritos, agua) y a la atmósfera (dióxido de carbono).

EVOLUCION

ORIGEN DE LA VIDA

La cuestión del origen de la vida en la Tierra ha generado en las ciencias de la naturaleza un campo de estudio especializado cuyo objetivo es dilucidar cómo y cuándo surgió. La opinión más extendida en el ámbito científico establece la teoría de que la vida comenzó su existencia a partir de la materia inerte en algún momento del período comprendido entre 4.400 millones de años —cuando se dieron las condiciones para que el vapor de agua pudiera condensarse por primera vez—[2] y 2.700 millones de años atrás —cuando aparecieron los primeros indicios de vida—.[a] Las ideas e hipótesis acerca de un posible origen extraterrestre de la vida (panspermia), que habría sucedido durante los últimos 13.700 millones de años de evolución del Universo tras el Big Bang, también se discuten dentro de este cuerpo de conocimiento.[3]

El cuerpo de estudios sobre el origen de la vida forma un área limitada de investigación, a pesar de su profundo impacto en la biología y la comprensión humana del mundo natural. Con el objetivo de reconstruir el evento se emplean diversos enfoques basados en estudios tanto de campo como de laboratorio. Por una parte el ensayo químico en el laboratorio o la observación de

procesos geoquímicos o astroquímicos que produzcan los constituyentes de la vida en las condiciones en las que se piensa que pudieron suceder en su entorno natural. En la tarea de determinar estas condiciones se toman datos de la geología de la edad oscura de la tierra a partir de análisis radiométricos de rocas antiguas, meteoritos, asteroides y materiales considerados prístinos, así como la observación astronómica de procesos de formación estelar. Por otra parte, se intentan hallar las huellas presentes en los actuales seres vivos de aquellos procesos mediante la genómica comparativa y la búsqueda del genoma mínimo. Y, por último, se trata de verificar las huellas de la presencia de la vida en las rocas, como microfósiles, desviaciones en la proporción de isótopos de origen biogénico y el análisis de entornos, muchas veces extremófilos semejantes a los paleoecosistemas iniciales.

Los progresos en esta área son generalmente lentos y esporádicos, aunque aún atraen la atención de muchos científicos dada la importancia de la cuestión que se investiga. Existe una serie de observaciones que intentan describir las condiciones fisicoquímicas en las cuales pudo emerger la vida, pero todavía no se tiene un cuadro razonablemente completo acerca de cómo pudo ser este origen. Se han propuesto varias teorías, siendo la hipótesis del mundo de ARN y la teoría del mundo de hierro-sulfuro [ 4 ] las más consideradas por la comunidad científica.

CONCEPTO DE EVOLUCION

s el conjunto de transformaciones o cambios a través del tiempo que ha originado la diversidad de formas de vida que existen sobre la Tierra a partir de un antepasado común.[3] La palabra evolución para describir tales cambios fue aplicada por vez primera en el siglo XVIII por el suizo Charles Bonnet en su obra "Consideration sur les corps organisés".[4] [5] No obstante, el concepto de que la vida en la Tierra evolucionó a partir de un ancestro común ya había sido formulada por varios filósofos griegos,[6] y la hipótesis de que las especies se transforman continuamente fue postulada por numerosos científicos de los siglos XVIII y XIX, a los cuales Charles Darwin citó en el primer capítulo de su libro El origen de las especies.[7] Sin embargo, fue el propio Darwin, en 1859,[8] quien sintetizó un cuerpo coherente de observaciones que solidificaron el concepto de la evolución biológica en una verdadera teoría científica.[3]

La existencia de la evolución como una propiedad inherente a los seres vivos ya no es materia de debate entre los científicos. Los mecanismos que explican la transformación y diversificación de las especies, en cambio, se hallan todavía bajo intensa investigación. Dos naturalistas, Charles Darwin y Alfred Russel Wallace propusieron en 1858, en forma independiente, que la selección natural es el mecanismo básico responsable del origen de nuevas variantes fenotípicas y, en última instancia, de nuevas especies.[9] [10] Actualmente, la teoría de la evolución combina las propuestas de Darwin y Wallace con las leyes de Mendel y otros avances posteriores en la genética; por eso se la denomina síntesis moderna o teoría sintética. Según esta teoría, la evolución se define como un cambio en la frecuencia de los alelos en una población a lo largo de las generaciones. Este cambio puede ser causado por una cantidad de mecanismos diferentes: selección natural, deriva genética, mutación, migración (flujo genético). La teoría sintética recibe en la actualidad una aceptación general de la comunidad científica, aunque también ciertas críticas. Ha sido enriquecida desde su formulación, en torno a 1940, por avances en otras disciplinas relacionadas, como la biología molecular, la genética del desarrollo o la paleontología.[11] De hecho, las teorías de la evolución, o sea, sistemas de hipótesis basadas en datos empíricos

tomados sobre organismos vivos para explicar detalladamente los mecanismos del cambio evolutivo, continúan siendo formuladas

EVOLUCION COMO PROCESO

Gracias al trabajo de charles darwin, la teoria de la evolución alcanzó un completo desarrollo. La teoria de la evolucion sostiene la idea de que las primeras especies no son fijas e inmutables de lo contrario, supone que los seres vivos cambian a traves del tiempo. Esta teoria, explica la diversidad de los seres vivos , pero aparecen importantes preguntas, tales como: ¿cómo ha ocurrido la evolucion?¿atraves de cuales mecanismos se produce el cambio de las especies en el tiempo? En este trabajo se trataran dos hípotesis para responder a esas preguntas. La primera hipotesis fue propuesta por Jean B. Lamarck, biologo frances; la segunda, por el naturalista ingles Charles Darwin.

BIODIVERSIDAD:

Se utiliza el termino diversidad biologica o biodiversidad para referirse a la variedad de organismos con estructuras, funciones y habitos distintos que habitan en los diferentes ambientes naturales.

La diversidad se estudia teniendo en cuenta:

La diversidad especifica : analiza las distintas especies.

La diversidad genetica :considera las variaciones que existen en el material hereditario (ADN) de los individuos de una misma especie.

ESPECIE:es un conjunto de seres vivos con características morfologicas y fisiologicas, capaces de reproducirse y dejar descendencia fertil.

EVOLUCIÓN:es el conjunto de procesos por los cuales los seres vivos se han ido modificando y diversificando en el tiempo a traves de cambios en su forma y en su funcion.

FIJISMO VERSUS EVOLUCIONISMO:

LINNEO : (1707-1778)

Fue un botanico y naturalista , presento su clasificacion de la naturaleza en tres reinos : animal, vegetal y mineral. Su conocimiento y descripcion de las especies le permitio agrupar a las que eran similares en clases y a las clases similares en ordenes.

CUVIER: (1769-1832)

Fue un anatomista frances, se dedico a recolectar y examinar restos de organismos que vivieron en otras epocas. Como resultado de sus estudios, concluyó que los diseños anatomicos de los animales que ya no existían eran suficientes, por lo que éstos no podían haber sufrido cambios desde su creacion.

La teoria de la evolucion logró imponerse gracias a tres hechos fundamentales:

Reconoce el proceso evolutivo mediante el registro de la diversidad de los seres vivos y sus cambios en el tiempo.

Reconstruye la historia evolutiva de los seres vivos.

Procura explicar las causas de la evolucion.

LAMARCK: LA FUNCIÓN CREA EL ORGANO

En 1809, el botanico y zoologo lamarck (1744-1829) propuso en su libro filosofia zoologíca la primera teória acerca de la evolucion. Su teoria puede resumirse en dos conceptos fundamentales:

LEY DE USO Y DESUSO:

lamarck creía que los cambios en la estructura del cuerpo se basaban en el uso o desuso de sus partes, de tal modo que los organos se desarrollaban mas cuanto mas se los usaba, y tendían a reducirse, o atrofiarse cuanto menos se los usaba.

Es decir que las variaciones enlas características ambientales, como la temperatura, la humedad, la disponibilidad de alimento, etc., imponen adaptaciones en los seres vivos, quienes respònden a su vez modificando algunos de sus caractéres.

Ley de herencia de:

LOS CARACTÉRES ADQUIRIDOS:

Esta ley considera que cualquier animal puede transmitir a sus descendientes aquellos caracteres que han adquirido durante su vida. Así, los descendientes heredarían aquellos caractéres desarrollados por el uso o los atrofiados por el desuso.

Lamarck utilizó ejemplos de la naturaleza para formalizar su hípotesis;unos de ellos:

Suponia que los antesesores de las serpientes tenían extremidades y cuerpos cortos como los lagartos;pero la necesidad de arrastrarse por el suelo era con el fin de pasar por orificios angostos.

Lamarck aplicó también su hípotesis a las plantas, un ejemplo mas conocido es la explicacion del enorme crecimiento del cuello de la jirafa.

Teoria de:

DARWIN Y LA SELECCIÓN NATURAL

El naturalista Charles Darwin (1809-1882) presentó en su libro “el origen de las especies”, una nueva teoria sobre los procesos que generan la evolucion de los seres vivos.

Varias fueron las influencias que recibio Darwin para desarrollar su teoria. Por un lado, las propias observaciones que realizó durante un viaje alrededor del mundo. Este viaje puso en contacto con la biodiversidad y le permitio apreciar las pequeñas variaciones que existian entre especies semejantes que ocupaban distintos ecosistemas.

Darwin fue atraido por las teorias de otros investigadores con el económista Malthus (1766-1834) quien creía que habia un límite para el crecimiento de la poblacion humana por encima del cual el hambre y las enfermedades actuaban para mantener el equilibrio.

Otro cientifico que influyó en Darwin fue el geólogo Lyeh (1797-1875), para quien la superficie terrestre cambiaba gradualmente como resultado de fuerzas que actuaban durante largos períodos.

Darwin resumió los mecanismos de la evolución biologica en las siguientes ideas básicas:

Los individuos de una misma especie no son identicos, sino que presentan variaciones en sus caracteres que son capaces de transmitir a sus descendientes.

Las variaciones favorables al ser transmitidas a los descendientes se mantienen, mientras que las variaciones desfavorables tienden a ser eliminadas.

Las variaciones favorables se van acumulando con el tiempo hasta que se produce la transformacion de unas especies en otras.

NEODARWINISMO

El neodarwinismo también llamado teoría sintética de la evolución, es básicamente el intento de fusionar el darwinismo clásico con la genética moderna, y fue formulado en la década del 30 y el 40 (siglo XX) por científicos tales como G. G. Simpson, Mayr, Huxley, Dobzhansky, Fischer, Sewall Wright, y otros.

Según esta teoría los fenómenos evolutivos se explican básicamente por medio de las mutaciones (las variaciones accidentales de que hablaba Darwin) sumadas a la acción de la selección natural.

Así, la evolución se habría debido a la acumulación de pequeñas mutaciones favorables, preservadas por la selección natural y por consiguiente, la producción de nuevas especies (evolución trans específica) no sería nada más que la extrapolación y magnificación de las variaciones que ocurren dentro de la especies.

Cabe señalar que a partir de la década de los 70 (siglo XX), y en un esfuerzo por salvar la teoría de la evolución del problema insuperable que representa la ausencia de fósiles intermedios, algunos autores como Stephen Jay Gould y Niles Elredge propusieron la teoría del "equilibrio puntuado" en reemplazo del gradualismo de la teoría sintética clásica, diciendo nada menos que ésta estaba efectivamente difunta.

Sin embargo, ante la vehemente reacción en contra se esta postura por parte del "establishment" darwinista, Gould y Eldredge dieron en gran medida marcha atrás y trataron de conciliar de alguna

manera la teoría del "equilibrio puntuado", con la teoría neodarwinista clásica y hoy en día la mayoría de los autores evolucionistas sigue aceptando al neodarwinismo como la verdadera teoría de la evolución.

CONCEPTO DE ESPECIE

En biología se denomina especie (del latín species) a cada uno de los grupos en que se dividen los géneros, es decir, la limitación de lo genérico en un ámbito morfológicamente concreto. En biología, una especie es la unidad básica de la clasificación biológica.

Una especie se define a menudo como grupo de organismos capaces de entrecruzar y de producir descendencia fértil. Mientras que en muchos casos esta definición es adecuada, medidas más exactas o que diferencian más son de uso frecuente, por ejemplo basado en la semejanza del ADN o en la presencia de rasgos local-adaptados específicos.

Es un grupo de poblaciones naturales cuyos miembros pueden cruzarse entre sí, pero no pueden hacerlo -o al menos no lo hacen habitualmente- con los miembros de poblaciones pertenecientes a otras especies. En este concepto, el aislamiento en la reproducción respecto de otras especies es central.

Es un grupo de organismos reproductivamente homogéneo, pero muy cambiante a lo largo del tiempo y del espacio. En muchos casos los grupos de organismos que se separan de la población original, y quedan aislados del resto, pueden alcanzar una diferenciación suficiente como para convertirse en una nueva especie.

Los nombres de uso general para los taxa de la planta y del animal corresponden a veces a la especie: por ejemplo, «león», «morsa» y «árbol de alcanfor». Pero no a menudo: por ejemplo, la palabra «ciervo» se refiere a una familia de 34 especies, incluyendo el ciervo eurasiático y el wapiti, que una vez fueron consideradas una sola especie pero que se ha encontrado que son dos.

Una definición apropiada de la palabra «especie» y métodos de confianza para identificar una especie particular es esencial para indicar y probar teorías biológicas y para la biodiversidad que mide. Tradicionalmente, los ejemplos múltiples de una especie propuesta se deben estudiar para los caracteres de la unificación antes de que pueda ser mirada como especie. Las especies extintas sabidas solamente de fósiles son generalmente difíciles de dar graduaciones taxonómicas exactas a. Una especie que se ha descrito científico se puede referir por sus nombres binomiales.

HONGOS HOMÓLOGOS

Órganos homólogos son aquellos que tienen la misma o parecida estructura interna, pese a que pueden estar adaptados a realizar funciones muy distintas. Así, por ejemplo, son órganos homólogos las alas de un pájaro y los brazos de un hombre. Las clasificaciones basadas en los órganos homólogos son naturales.

      Las extremidades anteriores de los vertebrados constituyen un buen ejemplo de órganos homólogos. El que los órganos homólogos tengan la misma estructura interna, a pesar de tener funciones tan distintas, hace pensar que son adaptaciones que han ido adquiriendo los diversos descendientes de un mismo antepasado común. Se puede hablar, pues, de una evolución divergente, ya que aparecen formas diferentes según los medios a los que se han adaptado los distintos animales.

HONGOS ANÁLOGOS

Órganos análogos son aquellos que realizan una misma función, pese a que tienen estructuras diferentes. Por ejemplo, las alas de una mosca y las alas de una paloma son órganos análogos. Según esto, se deberían clasificar juntos un insecto y un ave. Pero las clasificaciones basadas en los órganos análogos son artificiales.

      Tanto las moscas como las palomas tienen alas para volar, pero este carácter común no se debe a un alto grado de parentesco. En realidad, estos dos animales, según la teoría de la evolución, provienen de antepasados muy distintos. El parecido se debe a que los dos se han adaptado al vuelo y para ello desarrollan alas en su proceso evolutivo. En casos como éste se habla de evolución convergente.