CLASIFICACION DE LA DIVERSIDAD DE LA VIDA
La vida se expresa de
infinitas formas diferentes, y a la gran variedad de formas de vida la llamamos
biodiversidad. Ésta incluye a todos y cada uno de los seres vivos que habitan
el planeta Tierra, incluyendo a los ecosistemas de los que ellos forman parte.
Por múltiples razones es
necesario e importante ordenar toda esa enorme diversidad, y para hacerlo,
primero es importante clasificarla. Desde el punto de vista biológico,
clasificar no es otra cosa que ordenar a los seres vivos en grupos, basándose
en características que tengan en común. Pero para poder incluir un organismo
dentro de un grupo, primero hay que describirlo. Una vez hecho esto, se
comparan sus características con las de otros seres vivos conocidos y se
incluye al ejemplar junto a aquellos que tengan características comunes.
Finalmente, se da un nombre que lo identifique, que es el nombre de la especie,
llamado nombre científico. Este nombre les permite a los científicos saber de
qué organismo se trata. Nosotros, nuestros hermanos, nuestros padres, nuestros
vecinos, los italianos, los asiáticos y los africanos, todos, pertenecemos a la
misma especie: Homo sapiens. La especie representa a un grupo de individuos
semejantes y con antepasados comunes.
CARACTERISTICAS DE LOS SERES
VIVOS
En la naturaleza existen
millones de seres vivos diferentes. Los seres vivos se clasifican
en grandes grupos llamados
reinos. Existen cinco reinos: el reino
animal (animales), el
reino vegetal (plantas), el
reino hongos (setas, mohos y levaduras), el reino protoctistas
(protozoos y algas) y el
reino móneras (bacterias).
REINO VEGETAL
Las plantas tienen las
siguientes características:
• Son pluricelulares.
• Son capaces de fabricar su
alimento a partir de sustancias sencillas (agua, sales
minerales y aire) con ayuda
de la luz del sol, por lo que no necesitan alimentarse
de otros seres vivos.
• Viven fijas al suelo.
• No tienen sistema nervioso
ni órganos de los sentidos. A pesar de esto, son
capaces de reaccionar
lentamente ante algunos estímulos (luz, etc.).
REINO ANIMAL
Los animales tienen las
siguientes características:
• Son pluricelulares.
• No son capaces de fabricar
su alimento a partir de sustancias sencillas, como lo
hacen las plantas, por lo
que se alimentan de otros seres vivos.
• La mayoría son capaces de
desplazarse de un lugar a otro.
• Tienen sistema nervioso,
más o menos complejo, y órganos de los sentidos. Por
eso reaccionan rápidamente a
los cambios que captan.
REINO HONGOS
Los hongos (setas, mohos y levaduras)
tienen las siguientes características:
• Pueden ser unicelulares
(levaduras) o pluricelulares (setas y mohos).
• Generalmente se alimenta
de restos de seres vivos en
descomposición (hojas,
madera, alimentos,
estiércol, etc).
• Viven fijos en un lugar.
REINO PROTOCTISTAS
El reino protoctistas
incluye a los protozoos y a las algas, seres vivos muy diferentes
entre sí.
Los protozoos tienen las
siguientes características: son unicelulares, viven en el agua, en el
suelo o en el interior de
otros seres vivos causándoles graves enfermedades.
Las algas tienes las
siguientes características: algunas son unicelulares y otras pluricelulares,
fabrican el alimento de la
misma forma que las plantas, viven e los mares, ríos y lagos las algas
unicelulares viven libres
formando parte del plancton y las algas pluricelulares viven fijas a las rocas.
REINO MÓNERAS
Los móneras (bacterias)
tienen las siguientes características:
• Son unicelulares.
• Viven en diferentes
medios: el agua, el aire, el suelo, en el interior de otros seres
vivos, etc.
• Algunas bacterias son
beneficiosas para las personas pero otras causan
enfermedades.
CARBOHIDRATOS
Son uno de los principales
nutrientes en nuestra alimentación. Estos ayudan a proporcionar energía al
cuerpo. Se pueden encontrar tres principales tipos de carbohidratos en los
alimentos: azúcares, almidones y fibra.
Las personas que tienen
diabetes a menudo deben llevar una cuenta
de la cantidad de carbohidratos que consumen.
Funciones
El cuerpo necesita las tres
formas de carbohidratos para funcionar correctamente.
El cuerpo descompone los
azúcares y los almidones en glucosa (azúcar en la sangre) para utilizarlos como
energía.
La fibra es la parte del
alimento que el cuerpo no descompone. La fibra ayuda a hacerlo sentir lleno y
puede ayudarle a mantener un peso saludable.
Existen dos tipos de fibra.
La fibra
insoluble agrega volumen a las heces para que pueda tener
deposiciones regulares. La fibra
soluble ayuda a reducir los niveles de colesterol y puede
ayudar a mejorar el control del azúcar en la sangre.
PROTEINAS
Las proteínas (<
en francés: protéine <
en griego: πρωτεῖος [proteios], ‘prominente,
de primera calidad’?)1
o prótidos2
son macromoléculas formadas por cadenas
lineales de aminoácidos.
Por sus propiedades
físicoquímicas, las proteínas se pueden clasificar en proteínas simples (holoproteidos),
formadas solo por aminoácidos o
sus derivados; proteínas conjugadas (heteroproteidos),
formadas por aminoácidos acompañados de sustancias diversas, y proteínas
derivadas, sustancias formadas por desnaturalización y
desdoblamiento de las anteriores. Las proteínas son necesarias para la vida,
sobre todo por su función plástica (constituyen el 80 % del protoplasma deshidratado
de toda célula), pero también por sus funciones biorreguladoras (forman
parte de las enzimas) y
de defensa (los anticuerpos son proteínas).3
Las proteínas desempeñan un
papel fundamental para la vida y son las biomoléculas más
versátiles y diversas. Son imprescindibles para el crecimiento del organismo y
realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan:
- Estructural. Esta es la función más
importante de una proteína (Ej.: colágeno)
- Contráctil (actina y miosina)
- Enzimática (Ej.: sacarasa y pepsina)
- Homeostática: colaboran en el
mantenimiento del pH (ya
que actúan como un tampón químico)
- Inmunológica (anticuerpos)
- Producción de costras (Ej.: fibrina)
- Protectora o defensiva (Ej.: trombina y fibrinógeno)
- Transducción de señales (Ej.: rodopsina).
LIPIDOS
Los lípidos son un conjunto
de moléculas orgánicas (la mayoría biomoléculas), que están constituidas
principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida por oxígeno. También
pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno.2
Debido a su estructura, son
moléculas hidrófobas (insolubles en agua), pero son solubles en disolventes
orgánicos no polares como la bencina, el benceno y el cloroformo lo que permite
su extracción mediante este tipo de disolventes. A los lípidos se les llama
incorrectamente grasas, ya que las grasas son solo un tipo de lípidos
procedentes de animales y son los más ampliamente distribuidos en la
naturaleza.
Los lípidos cumplen
funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva
energética (como los triglicéridos), estructural (como los fosfolípidos de las
bicapas) y reguladora (como las hormonas esteroides).
CELULAS PROCARIOTAS Y
CELULAS EUCARIOTAS
La célula es la unidad
morfológica y funcional que compone a todo ser vivo. Estas unidades
morfológicas se dividen en dos grandes grupos según
su estructura: las células procariotas y las células
eucariotas o también llamadas ‘procariontes’ o ‘eucariontes’.
Ambos términos, procariota y eucariota se
deben a E. Chatton y se empezaron a usar a principios de 1950.
Pero para poder comprender los diferentes tipos de células y sus
divisiones es esencial conocer la definición de las mismas.
Definición de célula
procariota y eucariota
Procariota es
una palabra con raíces griegas que significa “antes de la nuez”refiriéndose
al núcleo celular. Como lo indica el nombre, células procariotas son
organismos sin núcleo o estructuras definidas por membranas. La mayoría de
las procariotas son unicelulares pero algunos son multicelulares.
CARACTERISTICAS DE CELULCAS
PROCARIOTAS
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PROCARIOTAS
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EUCARIOTAS
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ADN localizado en una
región: Nucleoide, no rodeada por una membrana.
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Núcleo rodeado por una
membrana. Material genético fragmentado en cromosomas formados por ADN y
proteínas.
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Células pequeñas 1-10 µm
|
Por lo general células
grandes, (10-100 µm), Algunos son microbios, la mayoría son organismos
grandes.
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División celular directa,
principalmente por fisión binaria. No hay centríolos, huso mitótico ni
microtúbulos.
Sistemas sexuales escasos,
si existe intercambio sexual se da por transferencia de un donador a un
receptor.
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División celular por
mitosis, presenta huso mitótico, o alguna forma de ordenación de
microtúbulos.
Sistemas sexuales
frecuentes. Alternancia de fases haploides y diploides mediante Meiosis y
Fecundación
|
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Escasas formas
multicelulares
Ausencia de desarrollo de tejidos |
Los organismos multicelulares
muestran desarrollo de tejidos
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Formas anaerobias
estrictas, facultativas, microarerofílicas y aerobias
|
Casi exclusivamente
aerobias
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Ausencia de mitocondrias:
las enzimas para la oxidación de moléculas orgánicas están ligadas a las membranas
|
Las enzimas están en las
mitocondrias
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Flagelos simples formados
por la proteína flagelina
|
Flagelos compuestos,
(9+2) formados por tubulina y otras proteínas
|
|
En especies
fotosintéticas, las enzimas necesarias están ligadas a las membranas. Exitencia
de fotosíntesis aerobia y anaerobia, con productos finales como azufre,
sulfato y Oxígeno
|
Las enzimas para la
fotosíntesis se empaquetan en los cloroplastos.
|
CARACTERISTICAS DE CELULA
ANIMAL
Todos los animales son
organismos pluricelulares y su unidad básica es la célula eucariota. Se
diferencia de la célula procariota, propia de los organismos del reino Monera,
principalmente por la presencia de un núcleo diferenciado rodeado de una
membrana nuclear.
Las células eucariotas,
también tienen la capacidad de formar organismos multicelulares y convivir con
diferentes tipos de células especializadas en funciones específicas dentro de
complejos seres vivos.
Ejemplos de células con
formas y funciones diversas en los miembros del reino Animalia son las neuronas
del sistema nervioso, los leucocitos del sistema inmunitario y los óvulos y
espermatozoides del sistema reproductor entre muchas otras.
Un ser humano, tiene más de
200 tipos diferentes de células.
Las células animales tienen
un diámetro inferior al de las células vegetales y no poseen pared celular ni
cloroplastos. Las células animales se distinguen de las vegetales por carecer
de pared celular y cloroplastos.
ESTRUCTURA CELULAR ORGANELOS
Y FUNCIONES
Citoplasma:
Ubicación: Se encuentra localizada dentro de la membrana plasmática pero fuera del núcleo de la célula.
Estructura: El citoplasma consiste en una estructura celular cuya apariencia es viscosa. Hasta el 85% del citoplasma está conformado por agua, proteínas, lípidos, carbohidratos, ARN, sales minerales y otros productos del metabolismo.
Función: Es la parte del protoplasma que, en una célula eucariota, se encuentra entre el núcleo celular y la membrana plasmática.
Membrana:
Ubicación: Paredes del citoplasma.
Estructura: Fosfolípido, proteínas que flotan alrededor del Fosfolípido
Función: Aísla selectivamente el contenido de la célula, permitiendo que a …ver más…
Ubicación: Se encuentra localizada dentro de la membrana plasmática pero fuera del núcleo de la célula.
Estructura: El citoplasma consiste en una estructura celular cuya apariencia es viscosa. Hasta el 85% del citoplasma está conformado por agua, proteínas, lípidos, carbohidratos, ARN, sales minerales y otros productos del metabolismo.
Función: Es la parte del protoplasma que, en una célula eucariota, se encuentra entre el núcleo celular y la membrana plasmática.
Membrana:
Ubicación: Paredes del citoplasma.
Estructura: Fosfolípido, proteínas que flotan alrededor del Fosfolípido
Función: Aísla selectivamente el contenido de la célula, permitiendo que a …ver más…
Al conjunto de las
mitocondrias de la célula se le denomina condrioma celular.
Función: orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular. Oxidación de mata bolitos y obtención de ATP
Lisosomas:
Ubicación: orgánulos relativamente grandes, formados por el retículo Endoplasmático rugoso y luego empaquetadas por el complejo de Golgi
Estructura: Son organeras esféricas u ovalados que se localizan en el citosol, de tamaño relativamente grande, los lisosomas son formados por el retículo Endoplasmático rugoso (RER) y luego empaquetados por el complejo de Golgi.
Función: participan en la muerte celular. Contribuyen a la desintegración de células de desecho. Queda entonces un espacio que puede ser ocupado por otra célula nueva.
No participan en el desarrollo embrionario, pero si intervienen en el proceso de diferenciación de órganos durante la ontogenia (por ejemplo, desaparición de la cola del embrión).
Cloroplastos:
Ubicación: Citoplasma de células vegetales.
Estructura: Se compone de dos membranas que son externos e internos.
Función: Es el organero donde se realiza la Fotosíntesis. Existen dos fases:
- Fase lumínica: En la membrana de los tilacoides se produce la conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y se genera poder reductor (NADPH).
Función: orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular. Oxidación de mata bolitos y obtención de ATP
Lisosomas:
Ubicación: orgánulos relativamente grandes, formados por el retículo Endoplasmático rugoso y luego empaquetadas por el complejo de Golgi
Estructura: Son organeras esféricas u ovalados que se localizan en el citosol, de tamaño relativamente grande, los lisosomas son formados por el retículo Endoplasmático rugoso (RER) y luego empaquetados por el complejo de Golgi.
Función: participan en la muerte celular. Contribuyen a la desintegración de células de desecho. Queda entonces un espacio que puede ser ocupado por otra célula nueva.
No participan en el desarrollo embrionario, pero si intervienen en el proceso de diferenciación de órganos durante la ontogenia (por ejemplo, desaparición de la cola del embrión).
Cloroplastos:
Ubicación: Citoplasma de células vegetales.
Estructura: Se compone de dos membranas que son externos e internos.
Función: Es el organero donde se realiza la Fotosíntesis. Existen dos fases:
- Fase lumínica: En la membrana de los tilacoides se produce la conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y se genera poder reductor (NADPH).
ESTRUCTURA MEMBRANA CELULAR
La membrana plasmática,
membrana celular, membrana citoplasmática o plasmalema, es una bicapa lipídica
que delimita toda la célula.1 Es una estructura formada por dos láminas de
fosfolípidos, glucolípidos y proteínas que rodean, limitan la forma y
contribuyen a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y
el exterior (medio extracelular) de las células. Regula la entrada y salida de
muchas sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular.2 Es similar a
las membranas que delimitan los orgánulos de células eucariotas.
Está compuesta por dos
láminas que sirven de "contenedor" para el citosol y los distintos
compartimentos internos de la célula, así como también otorga protección
mecánica. Está formada principalmente por fosfolípidos (fosfatidiletanolamina y
fosfatidilcolina), colesterol, glúcidos y proteínas (integrales y periféricas).
La principal característica
de esta barrera es su permeabilidad selectiva, lo que le permite seleccionar
las moléculas que deben entrar y salir de la célula. De esta forma se mantiene
estable el medio intracelular, regulando el paso de agua, iones y metabolitos,
a la vez que mantiene el potencial electroquímico (haciendo que el medio interno
esté cargado negativamente). La membrana plasmática es capaz de recibir señales
que permiten el ingreso de partículas a su interior.
Cuando una molécula de gran
tamaño atraviesa o es expulsada de la célula y se invagina parte de la membrana
plasmática para recubrirlas cuando están en el interior ocurren respectivamente
los procesos de endocitosis y exocitosis.
TRANSPORTE CELULAR
El transporte celular es el
intercambio de sustancias a través de la membrana plasmática, que es una
membrana semipermeable.1
El transporte es muy
importante para la célula porque le permite expulsar de su interior los
desechos del metabolismo, también el movimiento de sustancias que sintetiza
como hormonas. Además es la forma en que adquiere nutrientes mediante procesos
de incorporación a la célula de nutrientes disueltos en el agua. Las vías de
transporte a través de la membrana celular y los mecanismos básicos para las
moléculas de pequeños tamaños son:
El transporte pasivo permite
el paso molecular a través de la membrana plasmática a favor del gradiente de
concentración o de carga eléctrica es el transporte de mayor concentración a
menor concentración.2 El transporte de sustancias se realiza mediante la
bicapa lipídica o los canales iónicos, e incluso por medio de proteínas
integrales. Hay cuatro mecanismos de transporte pasivo:3
Ósmosis: transporte de
moléculas de agua a través de la membrana plasmática mediado por proteínas
específicas –acuaporinas– y a favor de su gradiente de concentración.
Difusión simple: paso de
sustancias a través de la membrana plasmática, como los gases respiratorios, el
alcohol y otras moléculas no polares.
Difusión facilitada: transporte
celular donde es necesaria la presencia de un carrier o transportador (proteína
integral) para que las sustancias atraviesen la membrana. Sucede porque las
moléculas son más grandes o insolubles en lípidos y necesitan ser transportadas
con ayuda de proteínas de la membrana.
Ultrafiltración o Diálisis:
En este proceso de transporte pasivo, el agua y algunos solutos pasan a través
de una membrana por efecto de una presión hidrostática. El movimiento es
siempre desde el área de mayor presión al de menos presión. La ultrafiltración
tiene lugar en el cuerpo humano en los riñones y es debida a la presión
arterial generada por el corazón. Esta presión hace que el agua y algunas
moléculas pequeñas (como la urea, la creatinina, sales, etc.) pasen a través de
las membranas de los capilares microscópicos de los glomérulos para ser
eliminadas en la orina. Las proteínas y grandes moléculas como hormonas,
vitaminas, etc., no pasan a través de las membranas de los capilares y son
retenidas en la sangre.
DIFUSION
La difusión (también
difusión molecular) es un proceso físico irreversible, en el que partículas
materiales se introducen en un medio en el que inicialmente estaba ausente,
aumentando la entropía (desorden molecular) del sistema conjunto formado por
las partículas difundidas o soluto y el medio donde se difunden o disuelven.
Normalmente los procesos de
difusión están sujetos a la ley de Fick. La membrana permeable puede permitir
el paso de partículas y disolventes, pero siempre a favor de un gradiente de
concentración. La difusión, proceso que no requiere aporte energético, es
frecuente como forma de intercambio celular.
OSMOSIS
La ósmosis u osmosis (del
griego ὠσμός ōsmós 'acción de empujar', 'impulso' y -sis)1 es un fenómeno
físico relacionado con el movimiento de un disolvente a través de una membrana
semipermeable. Tal comportamiento supone una difusión simple a través de la
membrana, sin gasto de energía. La ósmosis del agua es un fenómeno biológico
importante para el metabolismo celular de los seres vivos.
TRANSPORTE ACTIVO
El término hace referencia
al movimiento de moléculas a través de una membrana celular desde una región de
baja concentración a una región de alta concentración, o en dirección opuesta a
algún gradiente o a algún otro factor obstructivo (con frecuencia en la
dirección opuesta al gradiente de concentración). A diferencia del transporte
pasivo, que utiliza la energía cinética y la entropía natural de las moléculas
moviéndose a favor de un gradiente, el transporte activo utiliza energía de las
células para moverlas contra un gradiente, repulsión polar o algún otro tipo de
resistencia.
El transporte activo se
encuentra normalmente asociado con la acumulación de altas concentraciones de
moléculas que la célula necesita, tales como iones, glucosa o aminoácidos. Si
el proceso consume energía química, como la que se deriva del trifosfato de adenosina
(ATP), se denomina transporte activo primario. Si el proceso hace uso de algún
tipo de gradiente, por ejemplo un gradiente electroquímico, se denomina
transporte activo secundario.
Algunos ejemplos de
transporte activo son la captación de glucosa en los intestinos humanos y la
captación de iones minerales en las células de los pelos de las raíces de las
plantas.
TRANSPORTE PASIVO
El transporte pasivo es un
movimiento de sustancias bioquímicas, atómicas o moleculares a través de
membranas de la célula sin necesidad de sobrecarga de energía. A diferencia del
transporte activo, no requiere una entrada de energía celular, porque es un
cambio conducido por el crecimiento de la entropía del sistema. El índice de
transporte pasivo depende de la permeabilidad de la membrana de la célula, la
cual, depende de la organización y características de los lípidos y proteínas
de la membrana. Las cuatro clases principales de transporte pasivo son difusión
simple, difusión facilitada, filtración y ósmosis.
HOMEOSTASIS CELULAR
La homeostasis (del griego ὅμοιος
[homoios], 'igual, similar',1 y στάσις [stásis], 'estado, estabilidad'2) es
una propiedad de los organismos que consiste en su capacidad de mantener una
condición interna estable compensando los cambios en su entorno mediante el
intercambio regulado de materia y energía con el exterior (metabolismo). Se
trata de una forma de equilibrio dinámico que se hace posible gracias a una red
de sistemas de control realimentados que constituyen los mecanismos de autorregulación
de los seres vivos. Ejemplos de homeostasis son la regulación de la temperatura
y el balance entre acidez y alcalinidad (pH).
El concepto fue aplicado por
Walter Cannon en 1926,3 en 19294 y en 1932,56 para referirse al concepto de
medio interno (milieu intérieur), publicado así en 1865 por Claude Bernard,
referencia de la fisiología como se entiende en la actualidad.
Tradicionalmente se ha
aplicado en biología pero, dado el hecho de que no solo lo biológico es capaz
de cumplir con esta definición, otras ciencias y técnicas han adoptado también
este término.
FUNCION MITOCONDRIAL
Las mitocondrias son un tipo
de orgánulos localizados en las células, los cuales se encargan de suministrar
la mayoría de la energía que se necesita en la actividad o respiración celular.
Las mitocondrias funcionan como centrales energéticas en la célula,
sintetizando ATP con los carburantes metabólicos, tales como: la glucosa, los
ácidos grados y los aminoácidos.
La mitocondria se compone
por una membrana externa, que tiene función permeable con los iones metabolitos
y varios de los poli péptidos. Esto se hace posible porque la misma contiene
proteínas, que forman poros, los cuales son llamados porinas o VDAC que hace
referencia al canal aniónico dependiente de voltaje; estos permiten el paso de
moléculas hasta a 10 kDa de masa, con un diámetro de al menos 2nm.
RESPIRACION AEROBICA
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).1
La respiración aeróbia 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.
RESPIRACION ANAEROBICA
La respiración anaeróbica (o
anaerobia) 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,1 y más raramente una molécula orgánica, a
través de una cadena transportadora de electrones análoga a la de la
mitocondria en la respiración aeróbica.2 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 como el piruvato. La respiración
anaerobia es un tipo de proceso metabólico exclusivo de ciertos microorganismos
procarióticos.
FASES DE LA RESPIRACION
GLUCOLISIS
La glucólisis o glicólisis
(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. Esta ruta se realiza tanto en
ausencia como presencia de oxígeno, definido como proceso anaeróbico en este
caso.1
El tipo de glucólisis más
común y más conocida es la vía de Embden-Meyerhof, explicada inicialmente por Gustav
Embden y Otto Fritz Meyerhof. El término puede incluir vías alternativas, como
la ruta de Entner-Doudoroff. No obstante, glucólisis se usa con frecuencia como
sinónimo de la vía de Embden-Meyerhof. Se continua con el ciclo de Krebs. Es la
vía inicial del catabolismo (degradación) de carbohidratos.
CICLO KREBS
El ciclo de Krebs (ciclo del
ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos)12 es una ruta
metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de
la respiración celular en todas las células aeróbias, donde es liberada energía
almacenada a través de la oxidación del acetil-CoA derivado de carbohidratos,
grasas y proteínas en dióxido de carbono y energía química en forma de
trifosfato de adenosina (ATP). En la célula procariota, el ciclo de Krebs se
realiza en el citoplasma.
Además, el ciclo proporciona
precursores de ciertos aminoácidos, así como el agente reductor NADH que se
utiliza en numerosas reacciones bioquímicas. Su importancia central para muchas
vías bioquímicas sugiere que uno de los primeros componentes establecidos del
metabolismo celular y señala un origen abiogénico.34
En organismos aeróbicos, el
ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de
glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2, liberando energía en
forma utilizable: poder reductor y GTP (en algunos microorganismos se producen
ATP).
CADENA DE TRANSPORTE DE
ELECTRONES
La cadena de transporte de
electrones es una serie de transportadores de electrones que se encuentran en
la membrana plasmática de bacterias, en la membrana interna mitocondrial1 o en
las membranas tilacoidales, que mediante reacciones bioquímicas producen
trifosfato de adenosina (ATP),2 que es el compuesto energético que utilizan
los seres vivos. Solo dos fuentes de energía son utilizadas por los organismos
vivos: reacciones de reducción-oxidación y la luz solar (fotosíntesis). Los
organismos que utilizan las reacciones redox para producir ATP se les conoce
con el nombre de quimioautótrofos, mientras que los que utilizan la luz solar
para tal evento se les conoce por el nombre de fotoautótrofos.3 Ambos tipos de
organismos utilizan sus cadenas de transporte de electrones para convertir la
energía en ATP.
REPRODUCCION CELULAR
“La división celular es una
parte muy importante del ciclo celular en la que una célula inicial (llamada
"madre") se divide para formar células hijas. Gracias a la división
celular se produce el crecimiento de los organismos pluricelulares con el
crecimiento de los Tejidos (biología) y la reproducción vegetativa en seres
unicelulares.
Los seres pluricelulares
reemplazan su dotación celular gracias a la división celular y suele estar
asociada con la diferenciación celular. En algunos animales la división celular
se detiene en algún momento y las células acaban envejeciendo. Las células
senescentes se deterioran y mueren debido al envejecimiento del cuerpo. Las
células dejan de dividirse porque los telómeros se vuelven cada vez más cortos
en cada división y no pueden proteger a los cromosomas como tal”. (1)
MIOSIS SEXUAL
La reproducción sexual es
aquella en que participan dos progenitores de distinto sexo (masculino y
femenino) los cuales aportan parte de su información genética a sus
descendientes.Por lo tanto estos son parecidos a sus progenitores pero no
iguales, y parecidos entre sí.
El proceso de reproducción
sexual sigue varios pasos: Producción de gametos.Los gametos son
células haploides, es decir, con un solo juego de cromosomas. Se prodecen en
los órganos sexuales llamados gónadas, mediante un proceso llamado MEIOSIS.
Fecundación.Es
la unión de los gametos, uno masculino y uno femenino, para dar lugar a una
célula llamada cigoto, la cual es diploide, pues recibe un juego de cromosomas
de cada gameto.
Desarrollo embrionario:El
cigoto comienza a dividirse para dar lugar a un gran número de células, que se
diferencian en los distintos tipos de tejidos y finalmente se origina el
individuo completo.
Hay seres vivos que solo
producen un tipo de gametos, reciben el nombre de unisexuales. También hay
seres que pueden producir un solo tipo de gametos, y se les llama
hermafroditas.
MITOSIS ASEXUAL
En biología, la mitosis es
un proceso que ocurre en el núcleo de las células eucariotas y que procede
inmediatamente a la división celular, consistente en el reparto equitativo del
material hereditario (ADN) característico.12 Este tipo de división ocurre en
las células somáticas y normalmente concluye con la formación de dos núcleos
separados (cariocinesis), seguido de la separación del citoplasma
(citocinesis), para formar dos células hijas.
La mitosis completa, que
produce células genéticamente idénticas, es el fundamento del crecimiento, de
la reparación tisular y de la reproducción asexual. La otra forma de división
del material genético de un núcleo se denomina meiosis y es un proceso que,
aunque comparte mecanismos con la mitosis, no debe confundirse con ella, ya que
es propio de la división celular de los gametos. Produce células genéticamente
distintas y, combinada con la fecundación, es el fundamento de la reproducción
sexual y la variabilidad genética.
LEYES DE MENDEL
4.1. Ley de la segregación
de caracteres independientes
Conocida también
como la primera Ley de Mendel, de la segregación equitativa o disyunción
de los alelos. Esta primera ley establece que durante la formación de los gametos cada alelode un par se
separa del otro miembro para determinar la constitución genética del gameto
filial. Es muy habitual representar las posibilidades de hibridación mediante
un cuadro de Punnett.
Mendel obtuvo esta ley al
cruzar diferentes variedades de individuos heterocigotos (Aa), y pudo observar
en sus experimentos que obtenía muchos guisantes con características de piel
amarilla y otros (menos) con características de piel verde, comprobó que la
proporción era de 3:4 de color amarilla y 1:4 de color verde (3:1).
4.2. Ley de la
Transmisión Independiente de Caracteres
Mediante la 2ª Ley, Mendel
concluyó que diferentes rasgos son heredados independientemente unos de otros,
no existe relación entre ellos, por tanto el patrón de herencia de un rasgo no
afectará al patrón de herencia de otro. Sólo se cumple en aquellos genes que no
están ligados (en diferentes cromosomas) o que están en regiones muy separadas
del mismo cromosoma. Es decir, siguen las proporciones 9:3:3:1.
CONCEPTOS BÁSICOS
FACTOR MENDELIANO: El
concepto de factor mendeliano fue introducido en 1860 por Mendel, actualmente
denominado gen, éste se puede definir como una unidad física y funcional
que ocupa una posición específica en el genoma.
GEN: Es
una región de DNA que codifica para RNA.
GENOTIPO:
factores hereditarios internos de un organismo, sus genes y por extensión su
genoma.
FENOTIPO:
las cualidades físicas observables en un organismo, incluyendo su morfología,
fisiología y conducta a todos los niveles de descripción.
ALELO: Es
cada una de las variantes de un locus. Cada alelo aporta diferentes variaciones
al carácter que afecta.
En organismos diploides
(2n) los alelos de un mismo locus se ubican físicamente en los pares
de cromosomas homólogos.
PATRONES DE HERENCIA
El Padre de la Genética,
Gregor Mendel, nos definió las Leyes
de Mendel. Esto sirvió a los posteriores investigadores para
describir los patrones de herencia que rigen la transmisión,
generación tras generación, de diferentes caracteres, entre ellos los causantes
de las enfermedades hereditarias monogénicas.
Pero antes de desvelar
cuáles son, hay que tener en cuenta que estos patrones pueden clasificarse en
función de dos criterios completamente distintos. Por un lado, si el gen
se localiza en autosomas (cromosomas no sexuales),
hablaremos de HERENCIA AUTOSÓMICA, mientras que, si el gen se encuentra en
los cromosomas sexuales, la herencia será HERENCIA LIGADA AL SEXO.
Por otro lado, en función de las copias necesarias para que
se desarrolle la enfermedad, hablaremos de HERENCIA
DOMINANTE o RECESIVA. La primera de ellas se dará, cuando
la presencia de la mutación en una de las dos copias del gen es suficiente
para que el individuo que la presente esté enfermo. En cambio, en el segundo
caso, es necesario que la mutación esté en las dos copias para que la
enfermedad tenga lugar.
CROMOSOMAS
En biología y citogenética,
se denomina cromosoma (del griego χρώμα, -τος chroma, color y σώμα, -τος soma,
cuerpo o elemento) a cada una de las estructuras altamente organizadas,
formadas por ADN y proteínas, que contiene la mayor parte de la información
genética de un individuo.
En las divisiones celulares
(mitosis y meiosis) el cromosoma presenta su forma más conocida, cuerpos bien
delineados en forma de X, debido al alto grado de compactación y duplicación.
En la interfase no pueden
ser visualizados mediante el microscopio óptico de manera nítida ya que ocupan
territorios cromosómicos discretos. En las células eucariotas y en las arqueas
(a diferencia que en las bacterias), el ADN siempre se encontrará en forma de
cromatina, es decir asociado fuertemente a unas proteínas denominadas histonas
y no-histonas.
CARACTERISTICAS DE CROMOSOMAS
Son elementos subcelulares
que se presentan unicamente durante el proceso de division celular, cuando el
nucleo desaparece(ES LA CROMATINA TRANSFORMADA)
Son cuerpos bastoniformes, de numero constante en cada especie, que se encuentra duplicados en las celulas somaticas(DIPLOIDES) y en un solo juego en las celulas germinales(HAPLOIDES).
Estan constituido por ADN y proteinas y se colorean intensamente con colorantes basicos(hematoxilina), por lo que tambien adquieren el nombre de elementos cromaticos de division. Son visibles al microscopio optico
Se distinguen sus cuerpos teñidos denominados CROMATIDAS, que se encuentran duplicadas al inicio de la divison(CROMATIDAS HERMANAS) y son simples al final(CROMATIDAS HIJAS).
Se distingue una zona de menor coloracion donde se unen las cromatidas(CENTROMERO) que es lugar por donde entra en relacion con las fibras del huso acromatico de la division.
Los extremos libres adquieren el nombre de TELOMEROS. El tamaño y la ubicacion del centromero hace posible identificar los cromosomas en un patron caracteristico de una especie(CARIOTIPO).
En ellos esta la informacion genetica, o sea el genotipo, ubicado en sus genes.
Son cuerpos bastoniformes, de numero constante en cada especie, que se encuentra duplicados en las celulas somaticas(DIPLOIDES) y en un solo juego en las celulas germinales(HAPLOIDES).
Estan constituido por ADN y proteinas y se colorean intensamente con colorantes basicos(hematoxilina), por lo que tambien adquieren el nombre de elementos cromaticos de division. Son visibles al microscopio optico
Se distinguen sus cuerpos teñidos denominados CROMATIDAS, que se encuentran duplicadas al inicio de la divison(CROMATIDAS HERMANAS) y son simples al final(CROMATIDAS HIJAS).
Se distingue una zona de menor coloracion donde se unen las cromatidas(CENTROMERO) que es lugar por donde entra en relacion con las fibras del huso acromatico de la division.
Los extremos libres adquieren el nombre de TELOMEROS. El tamaño y la ubicacion del centromero hace posible identificar los cromosomas en un patron caracteristico de una especie(CARIOTIPO).
En ellos esta la informacion genetica, o sea el genotipo, ubicado en sus genes.
ADN
Las instrucciones que
determinan todas las características y funciones de un organismo se encuentran
en su material genético: el ADN (ácido desoxirribonucleico).
El conocimiento del ADN, su
estructura y función, fue determinante para el desarrollo de la biotecnología
moderna.
La estructura de doble
hélice del ADN, que los investigadores James Watson y Francis Crick propusieran
en el año 1953 proporcionó respuestas a muchas preguntas que se tenían sobre la
herencia. Predijo la autorreplicación del material genético y la idea de que la
información genética estaba contenida en la secuencia de las bases que
conforman el ADN. Más aún, con el correr de los años y de las investigaciones,
se pudo determinar que todos los seres vivos contienen un ADN similar, formado
a partir de las mismas unidades: los nucleótidos. Este código genético mediante
el cual se “escriben” las instrucciones celulares es común a todos los
organismos. Es decir que el ADN de un ser humano puede ser “leído” dentro de
una bacteria, y una planta puede interpretar la información genética de otra
planta diferente. A esta propiedad de la información genética se la
conoce como “universalidad del código genético”.
CARACTERISTICAS DEL ADN
El ADN es un ácido que se
encuentra formado por bases de nitrógeno, adenina, desoxirribonucleico; en base
a esto las características del ADN se pueden distinguir porque
contiene la información genética del individuo donador o poseedor de la misma.
El ADN se encuentra formado
por moléculas que al ligarse forman un conjunto que se asemeja a una cadena;
ésta molécula sólo se encuentra en los seres vivos y es el elemento fundamental
de la reproducción de los entes vivientes.
Las principales
características del ADN:
Apariencia.- las
moléculas del ADN se encuentran formadas de dos cadenas que se encuentran
repletas de los denominados nucleótidos.
ESTRUCTURA DEL ADN
Ácido desoxirribonucleico
(ADN), material genético de todos los organismos celulares y casi todos los
virus. El ADN lleva la información necesaria para dirigir la síntesis de
proteínas y la replicación. Se llama síntesis de proteínas a la producción de
lasproteínas que necesita la célula o el virus para realizar sus actividades y
desarrollarse.
La
replicación es el conjunto de reacciones por medio de las cuales el 
ADN
se copia a sí mismo cada vez que una célula o un virus se reproduce y
transmite a la descendencia la información que contiene. En casi todos los
organismos celulares el ADN está organizado en forma de cromosomas,
situados en el núcleo de la célula.
Estructura del ADN
Cada
molécula de ADN está constituida por dos cadenas o bandas formadas por un
elevado número de compuestos químicos llamados nucleótidos.
Estas
cadenas forman una especie de escalera retorcida que se llama doble hélice. Cada
nucleótido está formado por tres unidades: una molécula de azúcar llamada
desoxirribosa, un grupo fosfato y uno de cuatro posibles compuestos
nitrogenados llamados bases: adenina (abreviada como A), guanina (G), timina
(T) y citosina (C).
La molécula de desoxirribosa
ocupa el centro del nucleótido y está flanqueada por un grupo fosfato a un lado
y una base al otro. El grupo fosfato está a su vez unido a la desoxirribosa del
nucleótido adyacente de la cadena. Estas subunidades enlazadas desoxirribosa-fosfato
forman los lados de la escalera; las bases están enfrentadas por parejas,
mirando hacia el interior, y forman los travesaños.
Los nucleótidos de cada una
de las dos cadenas que forman el ADN establecen una
asociación
específica con los correspondientes de la otra cadena. Debido a la
afinidad química entre las bases, los nucleótidos que contienen adenina se
acoplan siempre con los que contienen timina, y los que contienen citosina con
los que contienen guanina. Las bases complementarias se unen entre sí por
enlaces químicos débiles llamados enlaces de
asociación
específica con los correspondientes de la otra cadena. Debido a la
afinidad química entre las bases, los nucleótidos que contienen adenina se
acoplan siempre con los que contienen timina, y los que contienen citosina con
los que contienen guanina. Las bases complementarias se unen entre sí por
enlaces químicos débiles llamados enlaces de
NUCLEOTIDO
Los nucleótidos son
moléculas orgánicas formadas por la unión covalente de un monosacárido de cinco
carbonos (pentosa), una base nitrogenada y un grupo fosfato. El nucleósido es
la parte del nucleótido formada únicamente por la base nitrogenada y la
pentosa.
Son los monómeros de los
ácidos nucleicos (ADN y ARN) en los cuales forman cadenas lineales de miles o
millones de nucleótidos, pero también realizan funciones importantes como
moléculas libres (por ejemplo, el ATP o el GTP).
- Bases nitrogenadas:
derivan de los compuestos heterocíclicos aromáticos purina y pirimidina.
REPLICACION DEL ADN
El proceso de replicación de
ADN es el mecanismo que permite al ARN duplicarse (es decir, sintetizar una
copia idéntica). De esta manera de una molécula de ADN única, se obtienen tres
o más "réplicas" de la primera. Esta duplicación del material
genético se produce de acuerdo con un mecanismo semiconservador, lo que indica
que los dos polímeros complementarios del ADN original, al separarse, sirven de
molde cada una para la síntesis de una nueva cadena complementaria de la cadena
molde, de forma que cada nueva doble hélice contiene una de las cadenas del ADN
original. Gracias a la complementación entre las bases que forman la secuencia
de cada una de las cadenas, el ADN tiene la importante propiedad de
reproducirse idénticamente, lo que permite que la información genética se
transmita de una célula madre a las células hijas y es la base de la herencia
del material genético.
FUNCION DEL ADN
El ADN o acido
desoxirribonucleico, como su nombre lo indica es un acido del
núcleo de las células, donde se encuentra la información genética que
es empleada en el desarrollo y funcionamiento de cualquier organismo vivo y de
algunos virus, en el cual se encuentra la responsabilidad de transmitir
características hereditarias.
La molécula de ADN se
encarga principalmente de almacenar información a largo plazo,
muchas veces puede ser comparado con un plano, un código o una receta, porque
en el mismo se encuentran las instrucciones que se necesitan para construir las
células y sus otros componentes, como las proteínas y las moléculas del ARN.
EXPRESION Y REGULACION DE
LOS GENES
- La regulación génica es
el proceso que controla qué genes en el ADN de una célula se expresan (se
utilizan para hacer un producto funcional como una proteína).
- Diferentes células en un organismo
multicelular pueden expresar grupos muy diversos de genes, aun cuando
contienen el mismo ADN.
- El grupo de genes expresados en una
célula determina el grupo de proteínas y de ARN funcionales que contiene,
y le da sus características únicas.
- En los eucariontes como los humanos, la
expresión de los genes involucra muchos pasos y su regulación puede
ocurrir en cualquiera de ellos. Sin embargo, muchos genes se regulan
principalmente en el nivel de la transcripción.
ARV
El ácido
ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido
nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos.
Está presente tanto en las células procariotas
como en los eucariotas, y es el único material
genético de ciertos virus (virus
ARN).
El ARN se puede definir como
la molécula formada
por una cadena simple de ribonucleótidos, cada uno de ellos formado por ribosa,
un fosfato y
una de las cuatro bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina y uracilo).
El ARN celular es lineal y monocatenario (de una sola cadena), pero en el
genoma de algunos virus es de doble hebra.1
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.
ARN MENSAJERO
El ARN mensajero o ARNm (en
inglés mRNA) es el ácido ribonucleico que transfiere el código genético
("comunica la información genética") procedente del ADN del núcleo
celular a un ribosoma en el citoplasma, es decir, el que determina el orden en
que se unirán los aminoácidos de una proteína y actúa como plantilla o patrón
para la síntesis de dicha proteína.1 Se trata de un ácido nucleico
monocatenario, al contrario del ADN.
A pesar de que la mayoría de
los ARNm eucarióticos son monocistrónicos, es decir, contienen información para
una sola cadena polipeptídica, algunos estudios han demostrado que ciertos
genes eucarióticos organizados en grupos se transcriben como policistrónicos al
igual que en los organismos procariotas. Los ARNm policistrónicos codifican más
de una proteína.2