CIENCIAS NATURALES: BIOLOGÍA

1.- Niveles de organización de la materia viva.

A) Niveles de organización abióticos

1.- Nivel subatómico: integrado por las partículas más pequeñas de la materia, como son los protones, los neutrones y los electrones.

2.- Nivel atómico: conformado por los átomos, que son la parte más pequeña de un elemento químico que puede intervenir en una reacción.

3.- Nivel Molecular

- Los bioelementos forman las biomoléculas.

- Las moléculas orgánicas son todas aquellas constituidas, básicamente, por átomos de carbono

a) Macromoléculas

- Estas se unen entre ellas formando macromoléculas (unión de muchas moléculas orgánicas en un polímero).

- Cada unidad del polímero se denomina monómero.

Ejm:

- El almidón (macromolécula) es un polímero de glucosa (monómero).

- Las proteínas son macromoléculas creadas por polímeros de aminoácidos.

- Los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos.

b) Complejos supramoleculares

- Formados por varias moléculas. Por ejemplo, la unión de glúcidos y proteínas para dar glucoproteínas.

c) Los orgánulos celulares

- Formados por varios complejos supramoleculares

- Aunque tengan una entidad propia, no se consideran como seres vivos, por no cumplir las características de nutrición, relación y reproducción.

- Dentro de la célula se encuentran varios orgánulos celulares como las mitocondrias, los peroxisomas, el retículo endoplasmático, etcétera.

* Los virus son complejos macromoleculares que están constituidos por dos tipos de macromoléculas: proteínas y ácidos nucleicos y, en algún caso, también lípidos.

B) Niveles de organización bióticos

1.- Nivel celular:

- Unidades anatómicas y fisiológicas de los seres vivos

- Unidades de materia viva constituidas por una membrana y un citoplasma.

- Los seres vivos. están formados por células, y sean unicelulares o pluricelulares proceden de una célula inicial.

2.- Nivel pluricelular:

- Aquellos seres vivos que están constituidos por más de una célula.

Tejidos: conjuntos de células expertas y muy parecidas, que poseen una misma función y origen

Órganos: unidades estructurales y funcionales de los seres vivos superiores. Están constituidos por varios tejidos diferentes y realizan una acción concreta.

Sistemas: grupo de órganos parecidos, pero que realizan acciones independientes. Por ejemplo, el sistema nervioso, el óseo, el muscular, o el endocrino.

Aparatos: asociación de órganos que pueden ser muy diferentes entre sí, pero cuyos actos están coordinados para formar lo que se llama una función.

3.- Nivel orgánico: distintos tejidos que participan en una función fisiológica orgánica concreta se agrupan formando órganos.

Ejemplo

Corazón: Tejido muscular - cls. musculares - contracción

Tejido nervioso - cls. nerviosas - impulsos nerviosos

Tejido adiposo - cls. adiposas protección mecánica

Tejido epiteial - cls. epiteliales- revestimiento

Sangre - cls. sanguíneas - oxigenación y nutrición

Pulmón: Tejido granular - cls. granulares - segrega sustancias

4.- Nivel de población:

- Conjunto de individuos de la misma especie que viven en una misma zona y en un momento determinado.

- No se ven como individuos concretos a los organismos de la misma especie, sino desde el punto de vista de las relaciones que ellos generan en el espacio y en el tiempo.

Citas y Refrencias Biliográficas:

http://html.rincondelvago.com/composicion-quimica-de-la-materia-viva.html

http://www.hiru.com/es/biologia/biologia_00300.html

http://www.biologia.edu.ar/images/intror2.gif

2.- La célula:

- Estructura conformada por tres elementos indispensables: membrana plasmática, citoplasma y el material genético (ADN).

- Es la unidad más primordial de todo ser vivo

- Tienen la capacidad de realizar las tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción

- Su forma esta establecida en relación con su función.

- Su tamaño es extremadamente variable. La captación de nutrientes que les rodea y la capacidad funcional del núcleo limitan su tamaño.

* Composición

59% Hidrógeno
24% Oxígeno
11% Carbón
4% Nitrógeno
2% Fósforo, Sulfuro etc.

A) Estructura:

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1.- Membrana plasmática:

- Es una estructura laminosa que hace una división de dos medios diferentes, esta ubicada en el exterior de la célula.

-Formada por una bicapa lipídica en la que están englobadas ciertas proteínas.

- Esta compuesta de: lípidos, proteínas y glúcidos en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente.

- Los lípidos funcionan como barrera aislante entre el medio acuoso interno y el medio acuoso externo.

- Controla el contenido químico de la célula.

2.- Citoplasma:

- Parte del protoplasma que, en una célula eucariota, lo localizamos entre el núcleo celular y la membrana plasmática.

- Ocupa el medio líquido, o citosol, y el morfoplasma (orgánulos celulares).

- Esta compuesto por:

a) Citosol: consiste principalmente de agua, con iones disueltos, moléculas pequeñas y macromoléculas solubles en agua.

b) Ribosomas: partículas insolubles de 25 nm, sitios de síntesis proteica.

Partes:

* Ectoplasma: región externa gelatinosa, que esta próxima a la membrana, e implicada en el movimiento celular.

* Endoplasma: es aquí donde se localizan la mayoría de organelas y es la parte interna más fluida.

- Función: conserva en flotación a los orgánulos celulares y ayuda en sus movimientos.

3.- El núcleo:

- Tiende a estar ubicado en una posición central.

- Organización más característica de las células eucariotas.

- Esta rodeada de una cubierta propia, que es la envoltura nuclear

- Mantiene protegido al material genético y permite que las funciones de transcripción y traducción se produzcan de modo independiente en el espacio y en el tiempo.

a) Membrana Nuclear: En una doble membrana llena de poros, la cual regula el intercambio de sustancias con el citoplasma.

b) Jugo Nuclear (Carioplasma): Sustancia semilíquida, en él se encuentran suspendidos los cromosomas y el nucléolo. También se le llama Cariolinfa o Nucleoplasma.

c) Cromosomas: Cintas trenzadas formadas por cromatina que se puede teñir.

d) Nucléolo: Cuerpo esférico, ubicado dentro del núcleo. Almacenador de ARN (Ácido Ribonu Cleico). Puede existir varios nucleolos en un mismo núcleo depende del tipo de célula.

4.- Material genético: generado por una o varias moléculas de ADN. Según esté o no rodeado por una membrana, formando el núcleo, se diferencian dos tipos de células: las procariotas (sin núcleo) y las eucariotas (con núcleo).

5.- Sistema endomembranoso: grupo de estructuras membranosas (orgánulos) intercomunicadas que pueden ocupar casi la totalidad del citoplasma.

6.- Orgánulos transductores de energía: son las mitocondrias y los cloroplastos. Su función es la producción de energía a partir de la oxidación de la materia orgánica (mitocondrias) o de energía luminosa (cloroplastos).

7.- Estructuras carentes de membranas: ubicadas en el citoplasma, son los ribosomas, cuya función es sintetizar proteínas; y el citoesqueleto, que da dureza, elasticidad y forma a las células, además permite el movimiento de las moléculas y orgánulos en el citoplasma.

El citoesqueleto sirve varias funciones clave:
- Éste provee la estructura celular y actúa como andamiaje para la fijación de varios organelos.
- Es responsable por la habilidad de las células para moverse.
- Es requerido para la división apropiada de las células.

- Organelas:

e) Retículo Endoplasmático:

- Ubicado en la comunicación con la envoltura nuclear y se extiende por todo el citoplasma de la célula.

- Sistema membranoso formado por una red de sáculos aplastados o cisternas, vesículas y túbulos torcidos.

- Tiene un único espacio interno denominado lumen.

- Funciones: síntesis de proteínas, metabolismo de lípidos y algunos esteroides y transporte intracelular.

* Retículo Endoplasmático Rugoso:

- Tiene ribosomas anclados a la membrana (cara citosólica).

- Formado por cisternas y de ellas salen vesículas.

- Se comunica con la membrana nuclear y con el retículo endoplásmático liso.

- Sintetiza las proteínas que forman parte de la membrana plasmática, aparato de Golgi, lisosomas y del propio retículo.

* Retículo Endoplasmático Liso:

- Carece de ribosomas.

- Formado por una red de túbulos unidos al RER, que se
extiende por todo el citoplasma.

- Su función principal es sintetizar todos los lípidos constituyentes de las membranas: colesterol, fosfolípidos, glucolípidos, etcétera.

- Interviene la detoxificación de drogas en los hepatocitos que se encuentra muy desarrollado el REL.

b) Ribosomas:

- Están distribuidos por todo el citoplasma, pero también se pueden ubicar adheridas en el retículo endoplasmtático rugosos.

- Son muy numerosas y se ubican en el citosol.

- Conformados por dos complejos grande de ARN y proteína.

- Cada ribosoma es una estructura globular, carente de membrana

- Responsables de elaborar proteínas de la información leída del ARN en el proceso de traslación.

* Las proteínas celulares se sintetizan en diferentes lugares según su destino final:

- Las proteínas enzimáticas del lisosoma y las proteínas de secreción son construidas sobre polisomas adjuntos a membranas del retículo endoplásmico rugoso.

- Las proteínas usadas por la célula y que no quedan encerradas en una vacuola son sintetizadas en polisomas libres en el citoplasma.

a) Mitocondrias:

- Se encuentran flotando en el citoplasma de todas las células eucariotas.

- Fuente de energía de las células, esta energía es recogida de las biomoléculas (azúcares y grasas).

- Rodeadas con una membrana doble a igual que el núcleo.

- Responsable de convertir nuestra comida en energía.

- Esta energía que nos proporciona nos la da en forma de ATP (Adenosin Tri Fosfato).

- Esta energía elaborada lleva a la producción de químicos que pueden dañar el ADN y desde entonces causar cambios genéticos.

Mitocondrias de las células de ratón

- Estas se han coloreado de rojo, el núcleo y los cromosomas de la célula están en azul.

- Las regiones verdes cerca del núcleo en cada una de esas células son organelos conocidos como aparatos de golgi, los cuales están involucrados en la modificación y el envío de las biomoléculas como las proteínas.

c) Lisosomas:

- A igual que los ribosomas, los ubicamos dispersos en el citosol.

- Se encuentra rodeado por una membrana, es de forma esférica.

- Son vesículas que provienen del aparato de Golgi.

- Tienen membrana, hay enzimas hidrolasas ácidas en su interior.

- Su función es digerir las sustancias que lleguen a su interior.

* Lisosomas primarios: contienen las enzimas digestivas.

* Lisosomas secundarios: poseen sustratos en vía de digestión al fundirse con una vesícula de materia orgánica.

- Vacuolas digestivas o heterofágicas: el sustrato procede del exterior.
- Vacuolas autofágicas: procede del interior.

f) Aparato de Golgi:

- Lo encontramos entre la membrana celular y la membrana externa del retículo endoplasmático rugoso.

- Formado por uno o varios dictiosomas, que son una agrupación paralela de cuatro a ocho sáculos discoidales o cisternas membranosas.

- Estos dictiosomas presentan dos caras: cara cis, próxima al RER, y una cara trans, próxima a la membrana plasmática.

- La cara cis recibe vesículas de transición que provienen del retículo endoplasmático.

- El contenido del dictiosoma va avanzando hacia la cara trans de maduración, mediante vesículas intercisternas.

- El contenido de las cisternas de la cara trans se almacenara en el interior de vesículas de secreción que podrán fusionarse con lisosomas o bien secretarse al medio extracelular por exocitosis.

- Su función consiste en el transporte, maduración, acumulación y secreción de proteínas procedentes del retículo endoplásmico.

g) Centríolo:

- Se ubican en la base de los cilios y flagelos que son prolongaciones celulares adaptadas para el movimiento.

- Formado por nueve pares de filamentos periféricos y dos centrales.

- Al comenzar la división celular, cada centriolo se rodea de fibras dispuestas radialmente (aster).

- Realiza la organización del huso mitótico, que va permitir la repartición del material genético (cromosomas) a cada célula hija y la separación de las dos células.

d) Vacuolas:

1) Vacuolas de C. Vegetales:

- Ubicado entre la pared externa del reticulo endoplasmático y entre la membrana celular.

- Cavidad rodeada por membrana, repleta de agua y con varios azúcares, sales, proteínas, y otros nutrientes diluidos en ella.

- Cada célula vegetal solo posee una sola vacuola, variables de tamaño, Pueden ocupar entre un 5 y un 90 % del volumen celular.

- Funciones:

* Acumulación de reservas y productos tóxicos
* Crecimiento de las células por presión de turgencia
* Funciones análogas a los lisosomas cuando contienen enzimas hidrolíticas,
* Homeóstasis del interior celular.
* En algunos órganos de ciertas plantas permiten rápidos movimientos (Mimosa, Dionaea).

2) Vacuolas de C. Animales:

- Vesículas de diámetros variados y limitan con una unidad de membranas.

- Su función es de encargarse de eliminar el exceso de agua.

B) CLASES DE CÉLULAS

1.- Segun su Composición

a) Células procariotas:

- Menos evolucionadas, carecen de envoltura nuclear.

- Representan a las bacterias y a las algas cianofíceas.

- Formadas por una membrana celular o plasmática, muy pocos orgánulos, ribosomas y un único cromosoma circular.

- La información genética se halla dispersa en el citoplasma, aunque condensada en una región denominada nucleoide.

b) Células eucariotas:

- Más evolucionadas y bastante más complejas, poseen muchos orgánulos celulares, más de un cromosoma (cromosomas lineales, no circulares).

- Tienen la información genética rodeada por una envoltura nuclear, que la aísla y protege, y que constituye el núcleo.

* Por nutrición:

Autótrofa: obtienen su materia orgánica a partir de materia inorgánica (CO ). Un ejemplo de célula eucarionte con nutrición autótrofa son la de los vegetales.

Heterótrofa: obtienen la materia orgánica a partir de materia orgánica ya sintetizada. Un ejemplo de célula eucarionte con nutrición heterótrofa son la de los animales.

* Por su forma de vivir:

Protistas: viven solas cuando forman seres vivos unicelulares, pueden ser protozoos (Heterótrofos: ameba, paramecio) o también pueden ser protofitas (autótrofas: euglena).

Asociadas: viven así cuando hay más de una célula. En las eucariotas no se divide el trabajo(sin formar tejidos), cada célula tiene su propia identidad y ejecuta todas sus funciones.

2.- Segun su Origen

Célula Animal

- Posee una pared celular (membrana celulósica) y muestra distintas formas de acuerdo con su función.

- No tiene plastos a diferencia de las células vegetales

- Tiene Vacuolas pero no tienen un gran tamaño

- Presenta centríolos: Añadiendo los microtúbulos cilíndricos que forman los cilios y los flagelos y proporcionan una mayor facilidad en la división celular en células animales.

Célula Vegetal

- También tiene una pared celular, pero más dura que una membrana plasmática normal (compuesta celulosa) y lo cual da a la célula una mayor consistencia

- Disponen de plastos: cloroplastos (realizan la fotosíntesis), cromoplastos, leucoplastos (acumulan el almidón elaborado en la fotosíntesis).

- Presentan vacuolas de gran tamaño que acumulan sustancias de reserva o de desecho producidas por la célula.

C) Funciones de la Célula:

1.- Nutrición:

- Incorpora alimentos dentro de la célula,
- Asimila y transforma las sustancias útiles para que la célula pueda formar su propia materia.

Clases:

N. Autótrofa:

Las Células producen sus propios alimentos.

Hay dos Formas:

Fotosintética:
- Requieren de luz y sustancias inorgánicas para la fabricación sus alimentos.
- Se da en las células vegetal-

Quimiosintética:

- Extraen su alimento de energía química, y esta la obtienen de compuestos inorgánicos y dióxido de carbono.
- Se presentan el las bacterias.

N. Heterótrofa:

- Toman del medio los alimentos que necesitan.
- Este tipo de nutrición se da en los hongos y protozoos.

Formas:

N: Holozoica: el alimento es adquirido en forma de partículas sólidas que deben ser ingeridas, digeridas y absorbidas.

N. Saprofítica: absorben los elementos nutritivos a través de la membrana celular ya que no pueden ingerir alimentos sólidos.

Parásito: existe entre algunos animales y plantas, se encuentran dentro o afuera de su huésped y a través de él consiguen sus alimentos.

2.- Relación:

Captan variaciones en las condiciones ambientales (estímulos) y elaborar las respuestas adecuadas para adaptarse a las nuevas condiciones.

Clases:

a) Enquistamiento
- Se da en algunas células.
- Crean una cubierta muy resistente cuando sienten que las condiciones son negativos y pasan a un estado de vida latente hasta que las condiciones sean favorables.

b) Tactismos.
- Son los movimientos frente a los estímulos.
- Son positivos cuando dirigen la célula hacia el estímulo y negativos cuando la alejan.

c) Movimiento ameboideo.

- Formación de prolongaciones del citoplasma (seudópodos), con los que la célula se moviliza y captura alimento.
- Se presenta en las amebas y de los glóbulos blancos.

d) Movimiento contráctil: Contracción de las células en una dirección fija, gracias a estructuras intracelulares o miofibrillas, como las células musculares.

e) Movimiento vibratil: Movimiento de las células que tienen cilios o flagelos, como los espermatozoides o algunos protozoos.

3.- Reproducción Celular:

Proceso por el cual a partir de una célula inicial o célula madre se originan nuevas células llamadas células hijas.

Es parte del ciclo celular, su duración de vida es muy variable. El tiempo que abarca todo el ciclo celular es llamado tiempo de generación (T). La presencia en los organismos pluricelulares de células que viven menos tiempo que el individuo, involucra la necesidad de un ritmo de reproducción celular que al menos sea igual que el ritmo de las células que mueren.

Clases:

1.- Bipartición:

- División de la célula madre en dos c. hijas.
- Cada nueva célula es un nuevo individuo con estructuras y funciones idénticas a la célula madre.
- Este tipo de reproducción la realizan los organismos como bacterias, amebas y algunas algas.

2.- Gemación

- Producción de individuos a través de yemas.
- Este proceso de reproducción lo podemos observar en esponjas, cementerios y briosos.
- Las yemas hijas pueden presentar otras yemas a las que se les denomina yemas secundarias

3.- Esporulación:

- Se fabrican pequeñas células (esporas) que son liberadas al aire o al agua y al germinar originan un nuevo individuo.
- Está presenta en hongos, amebas, líquenes, algunas bacterias, protozoos esporofitos (Plasmodium causante de malaria), y es frecuente en vegetales (especialmente algas, musgos y helechos).

4.- Mitosis.

- Se realiza la divino del núcleo (cariocinesis) y la división del citoplasma (citocinesis).
- Esto se puede realizar ya que han generado células con igual número de cromosomas que la célula madre.

a.- La interfase.
- En esta etapa la célula presenta un núcleo definido.

Son tres etapas:

Fase G1: producción de la transcripción y la traducción. Cuando alcanzan el denominado punto R o sin retorno la célula ingresará en la siguiente fase. Hay células que pasan un margo tiempo sin alcanzar este punto R y entran en la llamada fase G0. Aquellas células tan especializadas que no se dividen (neuronas) quedan atajadas en G0.

Fase S: producción duplicada del ADN.

Fase G2: comienza en la síntesis de ADN, y finaliza en el momento que se distinguen los cromosomas.

b) Profase:

- Empiezan a condensarse las fibras de ADN hasta formar las dos cromátidas, unidas por el centrómero.

- Creación del complejo centriolar, conformado por un centriolo y un procentriolo (diplosoma) y el material pericentriolar (centrosoma), a partir del cual se forman los microtúbulos que formarán el huso acromático.

- Despolimerización de la lámina nuclear y se rompe la envoltura. Se forma la placa cinetocórica en el centrómero.

c) Metafase: por causa de la extensión de los microtúbulos cinetocóricos, los cromosomas quedan equidistantes a ambos complejos centriolares, acomodándose en la mitad del huso formando la placa ecuatorial.

d) Anafase:

- Separación de las dos cromátidas hermanas, que conforman el cromosoma metafásico, generando el cromosoma anafásico con una sola cromátida.

Finaliza con el juego de cromosomas anafásicos que llega a un polo y el otro juego al polo opuesto.

e) Telofase:

- Unificación de la lámina nuclear a los cromosomas, facilitando la creación de la nueva envoltura nuclear.

- Los cromosomas empiezan a desenrollarse, lo que posibilita la transcripción y la formación de la región organizadora nucleolar.

5.- Meiosis:

La meiosis ocurre en las células diploides. Los cromosomas se duplican y a través de sucesivas divisiones, se generan cuatro células haploides,, y cada una tiene la mitad del número de cromosomas que las células "padre".

Imagen estática de la meiosis