Biología
Biología
La biología (del griego es la ciencia
que tiene como objeto de estudio a losseres vivos y, más específicamente, su origen, su evolución y sus propiedades: 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.
Biotecnología
La biotecnología es
la tecnología basada en la biología,
especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos,medio ambiente y medicina. Se
desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y
ciencias como biología,bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre
otras. Tiene gran repercusión en lafarmacia,
la medicina, la microbiología,
la ciencia de los alimentos, la minería y
la agricultura entre otros campos. Probablemente el primero que
usó este término fue el ingeniero húngaro Károly Ereki, en 1919, quien la introdujo en su
libro Biotecnología en la
producción cárnica y láctea de una gran explotación agropecuaria.1 2
Según
el Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992, la biotecnología podría
definirse como "toda aplicación
tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados
para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos".3 4
El
Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre
la Diversidad Biológica5 define
la biotecnología moderna como
la aplicación de:
§
Técnicas in vitro de ácido nucleico,
incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la inyección directa de ácido nucleico
en células u orgánulos, o
§
La fusión de células más allá de la familia taxonómica que
superan las barreras fisiológicas naturales
de la reproducción o de la recombinación y que no son técnicas
utilizadas en la reproducción y selección tradicional
Ciencias
Auxiliares de la Biologia
1. QUÍMICA.- Los seres
vivos están constituidos por materia, por lo tanto de átomos y moléculas. Las
reacciones químicas que suceden en nuestros cuerpos (metabolismo) es
competencia de química. Ejemplo: la descomposición de los cuerpos (materia), la
digestión de los alimentos.
2. FÍSICA.- Todas las leyes
de la física se pueden aplicar a los fenómenos naturales.
3. MATEMÁTICAS. Es la
aplicación de las relaciones numéricas a los fenómenos naturales. Conteo de
poblaciones, estadística.
4. GEOGRAFÍA. Apoya en la
distribución y localización de zonas, climas, vegetación.. etc. Ejemplo:
distribución de las especies.
5. HISTORIA.- La biología
maneja antecedentes históricos de la ciencia, como leyes y teorías. Leyes de
Mendel (genética)
6. ZOOLOGÍA.- Estudia
específicamente a los animales en cuanto a su composición, función y
comportamiento.
7. BOTANICA.- Estudia
específicamente a las plantas en cuanto a su composición, función y
comportamiento.
8. HISTOLOGÍA.- Es la
ciencia del estudio de los tejidos; los órganos de los seres vivos están
constituidos por tejidos.
9. FISIOLOGÍA.- Apoya en
explicar la funcionalidad de los seres vivos.
10. CITOLOGÍA.- Apoya en explicar
la funcionalidad, estructura de las células.
11. PALEONTOLOGÍA. Es el
estudio de los restos fósiles.
12. BIOQUÍMICA.- Estudio de
las reacciones químicas de la vida.
13. ANATOMÍA.- Estudia la
estructura de los órganos del cuerpo.
Método
Cientifico
El método científico es un método de
investigación usado
principalmente en la producción de conocimiento en lasciencias. Para ser
llamado científico, un método de investigación debe basarse en la empírica y en la medición, sujeto a los
principios específicos de las pruebas de razonamiento. El Oxford English Dictionary, dice que el
método científico es: "un método
o procedimiento que ha caracterizado a la ciencia natural desde el siglo 17,
que consiste en la observación sistemática, medición y experimentación, y la
formulación, análisis y modificación de las hipótesis."
El método
científico está sustentado por dos pilares fundamentales. El primero de ellos
es la reproducibilidad, es decir, la
capacidad de repetir un determinado experimento, en cualquier lugar y por
cualquier persona. Este pilar se basa, esencialmente, en la comunicación y
publicidad de los resultados obtenidos. El segundo pilar es la refutabilidad. Es decir, que
toda proposición científica tiene que ser susceptible de ser falsada o refutada
(falsacionismo). Esto implica
que se podrían diseñar experimentos, que en el caso de dar resultados distintos
a los predichos, negarían la hipótesis puesta a prueba. La falsabilidad no es
otra cosa que el modus tollendo tollens del método hipotético deductivo experimental. Según James
B. Conant, no existe un método científico. El científico usa
métodos definitorios, métodos clasificatorios, métodos estadísticos, métodos
hipotético-deductivos, procedimientos de medición, etcétera. Y según esto,
referirse a el método
científico es referirse a este conjunto de tácticas empleadas para constituir
el conocimiento, sujetas al devenir histórico, y que eventualmente podrían ser
otras en el futuro. Ello nos
conduce tratar de sistematizar las distintas ramas dentro del campo del método
científico.
Pasos
del Método Científico
§
Método empírico-analítico. Conocimiento autocorrectivo y progresivo. Características de
las ciencias naturales y sociales o humanas.
Caracteriza a las ciencias descriptivas. Es el
método general más utilizado. Se basa en la lógica empírica. Dentro de éste podemos observar varios métodos
específicos con técnicas particulares. Se distinguen los elementos de un
fenómeno y se procede a revisar ordenadamente cada uno de ellos por separado.
§
Método experimental: Algunos lo consideran por su gran desarrollo y
relevancia un método independiente del método empírico, considerándose a su vez independiente de lalógica empírica su base, la lógica experimental. Comprende a su vez:
§
Método hipotético deductivo. En el caso de que se
considere al método experimental como un método independiente, el método hipotético deductivo pasaría a ser un
método específico dentro del método empírico analítico, e incluso fuera de éste.
§
Método hermenéutico: Es el estudio de la coherencia interna de los
textos, la Filología, la exégesis de
libros sagrados y el estudio de la coherencia de las normas y principios.
§
Método dialéctico: La característica
esencial del método dialéctico es que considera los fenómenos históricos y
sociales en continuo movimiento. Dio origen al materialismo histórico.
§
Método histórico. Está vinculado al conocimiento de las
distintas etapas de los objetos en su sucesión cronológica. Para conocer la
evolución y desarrollo del objeto o fenómeno de investigación se hace necesario
revelar su historia, las etapas principales de su desenvolvimiento y las
conexiones históricas fundamentales. Mediante el método histórico se analiza la
trayectoria concreta de la teoría, su condicionamiento a los diferentes
períodos de la historia.
§
Método sistémico. Está dirigido a modelar
el objeto mediante la determinación de sus componentes, así como las relaciones
entre ellos. Esas relaciones determinan por un lado la estructura del objeto y
por otro su dinámica.
§
Método sintético. Es un proceso mediante el
cual se relacionan hechos aparentemente aislados y se formula una teoría que
unifica los diversos elementos. Consiste en la reunión racional de varios
elementos dispersos en una nueva totalidad, este se presenta más en el
planteamiento de la hipótesis. El investigador sintetiza las superaciones en la
imaginación para establecer una explicación tentativa que someterá a prueba.
§
Método lógico. Es otra gran rama del método
científico, aunque es más clásica y de menor fiabilidad. Su unión con el método empírico dio lugar al método hipotético deductivo, uno de los más fiables
hoy en día.
§
Método lógico deductivo:
Mediante él se aplican los principios descubiertos a casos particulares, a
partir de un enlace de juicios. Destaca en su aplicación el método de extrapolación. Se divide en:
§
Método deductivo directo de conclusión inmediata: Se
obtiene el juicio de una sola premisa, es decir que se llega a una conclusión
directa sin intermediarios.
§
Método deductivo indirecto o de conclusión mediata: La
premisa mayor contiene la proposición universal, la premisa menor contiene la
proposición particular, de su comparación resulta la conclusión. Utiliza silogismos.
§
Método lógico inductivo: Es el razonamiento que,
partiendo de casos particulares, se eleva a conocimientos generales. Destaca en
su aplicación el método de interpolación. Se divide en:
§
Método inductivo de inducción completa: La conclusión
es sacada del estudio de todos los elementos que forman el objeto de
investigación, es decir que solo es posible si conocemos con exactitud el
número de elementos que forman el objeto de estudio y además, cuando sabemos
que el conocimiento generalizado pertenece a cada uno de los elementos del
objeto de investigación.
§
Método inductivo de inducción incompleta: Los
elementos del objeto de investigación no pueden ser numerados y estudiados en
su totalidad, obligando al sujeto de investigación a recurrir a tomar una
muestra representativa, que permita hacer generalizaciones. Éste a su vez
comprende:
§
Método de inducción por simple enumeración o
conclusión probable. Es un método utilizado en objetos de investigación cuyos
elementos son muy grandes o infinitos. Se infiere una conclusión universal
observando que un mismo carácter se repite en una serie de elementos
homogéneos, pertenecientes al objeto de investigación, sin que se presente
ningún caso que entre en contradicción o niegue el carácter común observado.
§
Método de inducción científica. Se estudian los
caracteres y/o conexiones necesarios del objeto de investigación, relaciones de
causalidad, entre otros. Guarda enorme relación con el método empírico.
§
Analogía:
Consiste en inferir de la semejanza de algunas características entre dos
objetos, la probabilidad de que las características restantes sean también
semejantes. Los razonamientos analógicos no son siempre válidos.
Formulación
y Predicción de la Hipótesis
I. HIPÓTESIS
I.1 Definición
I.1.1 Definición
con base en su raíz en Latín
La palabra
hipótesis deriva de hipo: bajo, y thesis: posición o situación. Significa una
explicación supuesta que está bajo ciertos hechos, a los que sirve de soporte.
I.1.2 Definición
de Kerlinger
Las hipótesis
son las herramientas más poderosas para lograr conocimientos en los que
confiar. Son afirmaciones que pueden someterse a prueba y mostrarse como
soluciones probablemente ciertas o no, sin que las creencias o los valores del
investigador interfieran en el proceso de su comprobación.
I.1.3 Definición
de Ato
Define la
hipótesis como un enunciado que pone en relación dos o más variables que sirven
de guía en el proceso de recogida de datos con el fin de comprobar y analizar
lo que el investigador postula en ellas. Son la guía que le dicen al
investigador lo que debe hacer.
La hipótesis
debe formularse siempre en forma declarativa o expositiva
I.1.3.1 De forma
lógica
Utilizando la
condicional “Si... Entonces...”
Cuando se
formula una hipótesis utilizando la forma condicional se debe establecer:
“Si X ocurre,
también ocurrirá Y, por tanto, se intentará pronosticar Y en función de X... Se
hace que ocurra X y aparece Y, la hipótesis quedará confirmada. Esta relación
causal llevará al investigador más allá de la mera covariación, que sin dejar
de ser importante no es suficiente. La apuesta por la relación causal de X e Y
debe ser mayor que la de la aparición simultánea de ambas variables.”
I.1.3.2
Enunciado matemático
Con este
enunciado se trata de expresar la relación cuantitativa de las variables
independiente (X) y dependiente (Y) en forma matemática. Y es una función de X:
Y = f(X)
II OBJETIVOS DE
LA HIPÓTESIS
Alcanzar los
conocimientos científicos existentes con los nuevos problemas sugeridos en la
realidad.
Confirmar,
reformar o anular los sistemas teóricos existentes.
III FUNCIÓN DE
LA HIPÓTESIS
1. De
Explicación inicial
Los elementos de
un problema pueden parecer oscuros o inconexos, a través de la formulación de
la hipótesis podrán complementarse los datos, detectando los posibles
significados y relaciones de ellos, introduciendo un orden entre los fenómenos.
2. De estímulo
para la investigación
Concretan y
resumen los problemas encontrados, sirviendo de impulso para la consecución del
proceso inquisidor.
3. De fuente de
metodología
Al ser
enunciados como oraciones condicionales esta formulación nos lleva a un
análisis de las variables a considerar y como consecuencia a los métodos
necesarios para controlarlas y cuantificarlas.
4. De criterios
Para valorar las
técnicas de la investigación de principios organizacionales.
5. Dificultades
Falta de
conocimientos o ausencia de claridad en el marco teórico.
Falta de aptitud
para la utilización lógica del marco teórico.
Desconocimiento
de las técnicas adecuadas de investigación para redactar hipótesis en debida
forma.
Diferenciación entre predecir y elaborar una
hipótesis.
Hipótesis: Es una proposición que maneja una o más variables y se puede
comprobar si es verdadera o falsa, modificando dichas variables durante
la experimentación. En el caso del ejemplo sería hacer el experimento pero con
tallos de diferetes tamaños.
Predicción: Aseveración de algo que puede suceder en el futuro.
Elaboración de una hipotesis
En toda investigación se debe establecer la hipótesis de
investigación. La hipótesis debe concordar con la definición del problema, así como con los demás elementos del ciiseño. Su función principal es la de operar como un eje guía de la investigación, porque
en torno a ella deberán girar todas las operaciones que se realicen, esto
significa, que durante el proceso no se deberá perder de vista su
funcionalidad.
Diferencia
Una hipótesis puede ser predictiva cuando se dice
algo acerca del futuro, y una elaboración de hipótesis que todo gira alrededor
de lo que se esta suponiendo.
Comprobación
de Hipótesis
Con el método de comprobación de hipótesis son
testeadas las afirmaciones de una teoría mediante una investigación empírica
concreta. Este método, propuesto por Carlos Popper se orienta a partir de la deducción, esto es, la
derivación de conocimientos concretos a partir de reglas generales. La
deducción, sin embargo, cierra la innovación y limita el progreso científico al
mejoramiento de las teorías existentes. A través de hechos empíricos las
teorías pueden ser refutadas(falsificadas)
o demostradas (verificadas). Mientras la falsificación es generalmente aceptada
como método importante, en el cortejo de Karl Popper muchos investigadores
dudan que las teorías definitivas sean verificables. En la práctica, la
investigación abandona sólo ocasionalmente las teorías, mayormente son adaptadas
con liviandad. La difusión de la deducción como método esencial de los
cientistas sociales ha contribuido a que las revoluciones científicas ocurran
sólo ocasionalmente y las nuevas teorías fundamentales apenas surjan. Las
variaciones y mutaciones teóricas pertenecen a los radicales, que la ciencia
generalmente tolera.
Uso de
tecnología y Matematica en resolución de problemas en la investigacion
El uso de instrumentos como calculadoras, equipo de
laboratorio, astronomía y otros experimentosdemostrativos deben ser facilitados
y apoyados por el o la docente, caso contrario se pone a las y losestudiantes
en desventaja competitiva con otros y otras que si los usan, tanto si continua
sus estudioso si se integra al área productiva, más adelante.
Es necesario estimular la curiosidad, el reto a resolver
problemas y conflictos y el deseo deautorrealización personal de las y los
estudiantes; esto se puede lograr por medio de unametodología de enseñanza activa, participativa e interactiva. Con este propósito se
deben planificar actividades y/o tareas que proporcionen a las y los estudiantes la oportunidad para responder activamente a
preguntas que conduzcan a la aplicación creativa del conocimiento,
promuevananálisis y discusión de diferentes puntos de vista e interpretaciones,
permitan experimentar, observar y formular conclusiones. Es esencial que se planifiquen actividades de laboratorio en las que las y losestudiantes
tengan la oportunidad de usar instrumentos de medición y observación y así
desarrollar las destrezas fundamentales del área científica.
Diferencia
entre Biótico y Abiótico
Biótico
Los
"factores bióticos" o componentes bióticos son los seres vivos que interactúan, se refieren a la flora,fauna y humanos de un lugar y a sus interacciones. Los
individuos deben tener comportamiento y características fisiológicas específicas
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.
Abiótico
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, la humedad,el aire
(que sin él no podríamos vivir) y los nutrientes. Son los
factores sin vida.
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.
Nivel de organización de vida
Biosfera
La parte de la tierra
habitada por seres vivos;incluye tanto
componentes vivos como novivos.
Ecosistema
Una
comunidad junto con los elementos vivosque la rodean
Comunidad
Dos o
más poblaciones de diferente especieque viven e interactúan en la misma área
Población
Miembros de una especie que
habitan en lamisma área
Especie
Organismos que se crían
juntos muy similares
Organismo
multicelular
Un ser vivo compuesto de
muchas células
Sistema
orgánico
Dos o más órganos que
trabajan juntos en laejecución de una función corporal compleja
Órgano
Una estructura dentro de un
organismogeneralmente compuesta de diversos gruposde tejidos que
forman una unidad funcional
Tejido
Un grupo de células
parecidas que realizanuna función
específica
Célula
La
unidad de vida más pequeña
Organelo
Una estructura dentro de la
célula que realizauna función específica
Molécula
Una
combinación de átomos
Átomo
La
partícula más pequeña de un elemento queconserva las propiedades de
dicho elemento
Partícula
subatómica
Partículas que forman un
átomo
Teoría 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.
Varios científicos postularon numerosos principios para darle una estructura
adecuada:
§ Robert
Hooke, observó una muestra de corcho bajo el
microscopio, Hooke no vio células tal y como las conocemos actualmente, él
observó que el corcho estaba formado por una serie de celdillas de color
transparente, ordenadas de manera semejante a las celdas de una colmena; para
referirse a cada una de estas celdas, él utiliza la palabra célula.
§ Anton Van Leeuwenhoek,
usando microscopios simples, realiza innumerables observaciones sentando las
bases de la Morfología Microscópica. Fue el primero en realizar importantes
descubrimientos con microscopios fabricados por sí mismo. Desde 1674 hasta su
muerte realizó numerosos descubrimientos. Introdujo mejoras en la fabricación
de microscopios y fue el precursor de la biología experimental, la biología
celular y la microbiología.
§ A
finales del siglo XVIII, Xavier
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 centros o núcleos, que el botánico británico Robert
Brown había
descrito recientemente (1831). Publicaron juntos la obra Investigaciones
microscópicas sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las
plantas y los animales .
Asentaron el primer y segundo principio de la teoría celular histórica: "Todo en los seres vivos está formado por células o productos secretados por las células" y "La célula es la unidad básica de organización de la
vida".
§ 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 tercer 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.
§ 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. Todos
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. 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.
3. Todas
las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis
cellula e cellula1 ). Es la unidad de origen de todos
los seres vivos.
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..
Estructura
de la Celula
La célula se compone de tres
partes fundamentales: membrana celular, citoplasma y núcleo.
1. MEMBRANA CELULAR.-Es una capa viva y semipermeable con propiedades físicas y químicas especiales y es a la vez una cubierta elástica y finísima.
Funciona regulando el paso de materiales hacia el interior o el exterior de la célula, es decir selecciona ciertas sustancias que son necesarias para el metabolismo (glucosa, aminoácidos, y ácidos grasos) y también controla la salida de sustancias que pueden ser producto de excreción (agua, Urea, CO2) o de secreción (enzimas y hormonas).
Normalmente el agua entra y sale a través de la membrana de las células vivas, por difusión, esta difusión del agua a través de las membranas, se denomina, ósmosis.
La ósmosis se puede definir como la difusión del agua a través de una membrana con permeabilidad selectiva de una región de alta concentración hace una región de baja concentración de agua. (Transporte pasivo).
Veamos el siguiente ejemplo: si colocamos una célula viva en una solución que contiene mayor cantidad de sales que la célula, habrá por lo tanto menor cantidad de agua fuera de la célula y mayor cantidad dentro de ella. Bajo, tales condiciones del agua se moverá de la célula hacia el medio, produciéndose una pérdida de agua dentro de la célula, este fenómeno se conoce con el nombre de plasmólisis.
1. MEMBRANA CELULAR.-Es una capa viva y semipermeable con propiedades físicas y químicas especiales y es a la vez una cubierta elástica y finísima.
Funciona regulando el paso de materiales hacia el interior o el exterior de la célula, es decir selecciona ciertas sustancias que son necesarias para el metabolismo (glucosa, aminoácidos, y ácidos grasos) y también controla la salida de sustancias que pueden ser producto de excreción (agua, Urea, CO2) o de secreción (enzimas y hormonas).
Normalmente el agua entra y sale a través de la membrana de las células vivas, por difusión, esta difusión del agua a través de las membranas, se denomina, ósmosis.
La ósmosis se puede definir como la difusión del agua a través de una membrana con permeabilidad selectiva de una región de alta concentración hace una región de baja concentración de agua. (Transporte pasivo).
Veamos el siguiente ejemplo: si colocamos una célula viva en una solución que contiene mayor cantidad de sales que la célula, habrá por lo tanto menor cantidad de agua fuera de la célula y mayor cantidad dentro de ella. Bajo, tales condiciones del agua se moverá de la célula hacia el medio, produciéndose una pérdida de agua dentro de la célula, este fenómeno se conoce con el nombre de plasmólisis.
2. EL CITOPLASMA.-es la
parte del protoplasma, que se encuentra entre la membrana plasmática y el
núcleo. Es el medio interno complejo y heterogéneo más importante de la célula
y donde se producen la mayoría de las funciones metabólicas y de biosíntesis.
El citoplasma está constituido por las partes: inclusiones y la matriz
citoplasmática.
A) INCLUSIONES CITOPLASMATICAS.- son granulaciones que se encuentran en interior del citoplasma; pero, por ser producto de metabolismo celular, tiene un carácter transitorio. En general son sustancias de secreción, excreción o reserva.
Entre las inclusiones más importantes tenemos: El almidón, gotas de grasa y aceites esenciales, cristales de hemoglobina y melanina, etc
B) LA MATRIZ CITOPLASMÁTICA.-es la parte más importante, que rodea a todas las organelas que están dentro de la célula. En esta parte se producen fenómenos biosintéticos; la célula recibe del exterior materia prima, que luego la descompone convirtiéndola en energía útil para su funcionamiento..
Las principales organelas son: las mitocondrias, retículo endoplasmático, los lisosomas, ribosomas, aparato de golgi, centrosomas o centro celular, los plastidios, las vacuolas.
1. MITOCONDRIAS.-son pequeños cuerpos alargados cilíndricos o esféricas de aproximadamente 10 micras de longitud y 1,5 micras de diámetro. Su función es producir energía y respiración a la célula.
A) INCLUSIONES CITOPLASMATICAS.- son granulaciones que se encuentran en interior del citoplasma; pero, por ser producto de metabolismo celular, tiene un carácter transitorio. En general son sustancias de secreción, excreción o reserva.
Entre las inclusiones más importantes tenemos: El almidón, gotas de grasa y aceites esenciales, cristales de hemoglobina y melanina, etc
B) LA MATRIZ CITOPLASMÁTICA.-es la parte más importante, que rodea a todas las organelas que están dentro de la célula. En esta parte se producen fenómenos biosintéticos; la célula recibe del exterior materia prima, que luego la descompone convirtiéndola en energía útil para su funcionamiento..
Las principales organelas son: las mitocondrias, retículo endoplasmático, los lisosomas, ribosomas, aparato de golgi, centrosomas o centro celular, los plastidios, las vacuolas.
1. MITOCONDRIAS.-son pequeños cuerpos alargados cilíndricos o esféricas de aproximadamente 10 micras de longitud y 1,5 micras de diámetro. Su función es producir energía y respiración a la célula.
2. El retículo
endoplasmático.-es un sistema de repliegues
del citoplasma formando una especie de tubos comunicantes que parten del núcleo
hasta llegar a la membrana celular. Su función es proveer una vía para el
transporte intrarcelular, la salida y entrada de materiales a la célula y
síntesis de algunos compuestos.
3. Los lisosomas.-son pequeños organoides s esféricos de una sola
membrana.
Función segregan enzimas digestivas para descomponer a las macro- moléculas más pequeñas, con el fin de ser utilizadas como compuestos energéticos. Digieren a la vez restos de mitocondrias, microbios y otras sustancias solubles que hay entrado del exterior a través de las funciones de fagocitosis y de la pinocitosis.
Ejm: los glóbulos blancos poseen muchos lisosomas con el fin de destruir todas las sustancias que entra en el organismo ya que su función es la defensa contra agentes extraños.
4. LOS CENTROSOMAS.-son cilindros rectos de constitución proteica, sin membrana, de posesión fija y como un corpúsculo situado siempre cerca del núcleo de la célula animal y en vegetales inferiores. En celula en reposo presenta como dos pequeñas granulaciones, los centríolos, los cuales están rodeados de una región más clara llamadas centrósfera, confieren radiadas a manera de estrellas, constituyendo el áster. Entre los dos centríolos se forma el huso.
Función: tienen como función la formación de huso acromático durante la división celular, sirviendo como polos de atracción para los cromosomas. Durante la mitosis se hacen más visibles.
5. los Ribosomas.- Son organoides esféricos y sin membrana que están adheridos al retículo endoplasmático o dispersos en el citoplasma. Químicamente están constituidos por el ácido ribonucleico (ARN)
Función.-Es la síntesis de proteínas, necesarias para la renovación de los tejidos.
6. El aparato de Golgi o complejo de Golgi (Dictiosoma).- Está formado por un conjunto de cavidades y pequeñas vesículas, formando haces paralelos, se encuentran cerca del núcleo.
Función: Tiene la función de secreción, excreción y de transportes de sustancias como lípidos, hormonas, etc. Concentra y almacena proteínas sintetizado por el retículo endoplasmático, extrae el exceso de agua de los órganos secretores para ser eliminados al exterior.
7. Vacuolas.- En la célula vegetal estos organoides, son pequeñas cavidades o recipientes llenas de líquido, intercelular, donde a la vez hay diversos productos de secreción y de excreción. Si estas vacuolas al unirse forman una sola se llama vacuoma. (son comunes en células vegetales y mayoría de protozoarios) contienen agua con diversas sustancias disueltas, sales azúcares, ácidos orgánicos, pigmentos.
Algunos animales unicelulares como la ameba, ingieren partículas sólidas de alimentos, estas junto con el agua que la rodean constituyen vacuolas digestivas las que son temporales. También hay vacuolas contráctiles ó pulsátiles, equivalentes al aparato excretor: eñiminan líquidos y productos de desecho mediante contracciones y expansión rítmica y mantienen constante la presión osmótica del citoplasma
Función segregan enzimas digestivas para descomponer a las macro- moléculas más pequeñas, con el fin de ser utilizadas como compuestos energéticos. Digieren a la vez restos de mitocondrias, microbios y otras sustancias solubles que hay entrado del exterior a través de las funciones de fagocitosis y de la pinocitosis.
Ejm: los glóbulos blancos poseen muchos lisosomas con el fin de destruir todas las sustancias que entra en el organismo ya que su función es la defensa contra agentes extraños.
4. LOS CENTROSOMAS.-son cilindros rectos de constitución proteica, sin membrana, de posesión fija y como un corpúsculo situado siempre cerca del núcleo de la célula animal y en vegetales inferiores. En celula en reposo presenta como dos pequeñas granulaciones, los centríolos, los cuales están rodeados de una región más clara llamadas centrósfera, confieren radiadas a manera de estrellas, constituyendo el áster. Entre los dos centríolos se forma el huso.
Función: tienen como función la formación de huso acromático durante la división celular, sirviendo como polos de atracción para los cromosomas. Durante la mitosis se hacen más visibles.
5. los Ribosomas.- Son organoides esféricos y sin membrana que están adheridos al retículo endoplasmático o dispersos en el citoplasma. Químicamente están constituidos por el ácido ribonucleico (ARN)
Función.-Es la síntesis de proteínas, necesarias para la renovación de los tejidos.
6. El aparato de Golgi o complejo de Golgi (Dictiosoma).- Está formado por un conjunto de cavidades y pequeñas vesículas, formando haces paralelos, se encuentran cerca del núcleo.
Función: Tiene la función de secreción, excreción y de transportes de sustancias como lípidos, hormonas, etc. Concentra y almacena proteínas sintetizado por el retículo endoplasmático, extrae el exceso de agua de los órganos secretores para ser eliminados al exterior.
7. Vacuolas.- En la célula vegetal estos organoides, son pequeñas cavidades o recipientes llenas de líquido, intercelular, donde a la vez hay diversos productos de secreción y de excreción. Si estas vacuolas al unirse forman una sola se llama vacuoma. (son comunes en células vegetales y mayoría de protozoarios) contienen agua con diversas sustancias disueltas, sales azúcares, ácidos orgánicos, pigmentos.
Algunos animales unicelulares como la ameba, ingieren partículas sólidas de alimentos, estas junto con el agua que la rodean constituyen vacuolas digestivas las que son temporales. También hay vacuolas contráctiles ó pulsátiles, equivalentes al aparato excretor: eñiminan líquidos y productos de desecho mediante contracciones y expansión rítmica y mantienen constante la presión osmótica del citoplasma
8. LOS PLASTOS O PLASTIDIOS: Son órganoides con doble membrana y propios de la
célula vegetal y de algas superiores.
Función: intervienen la síntesis y almacenamiento de sustancias orgánicas como carbohidratos, lípidos y proteínas. Pueden llevar diversos pigmentos colorantes, como la clorofila y carotenoides(pigmento rojo, amarillo o anaranjado)
Por los pigmentos que poseen los plastidios, son de las siguientes clases:
§ CLOROPLASTOS. (cloros = verde) : plastidios de color verde, por llevar un pigmento verde llamado clorofila.
§ CROMOPLASTOS.- (Cromo = color) plastillos, pigmentos colorantes como el pigmento rojo (lecopeno) amarillo(xantofila) anaranjado (caroteno). Son los que dan color a las flores y a las frutas de muchas plantas.
§ LEUCOPLASTOS. (leucos = blancos) plastidios incoloros que sirven como centro de almacenajo de ciertos materiales de citoplasma como en el caso del almidón (amiloplastos)
. OLEOPLASTOS.-Plastidios incoloros y almacenado de gotitas de aceites tales como maní, semillas de higuerilla, etc.
Función: intervienen la síntesis y almacenamiento de sustancias orgánicas como carbohidratos, lípidos y proteínas. Pueden llevar diversos pigmentos colorantes, como la clorofila y carotenoides(pigmento rojo, amarillo o anaranjado)
Por los pigmentos que poseen los plastidios, son de las siguientes clases:
§ CLOROPLASTOS. (cloros = verde) : plastidios de color verde, por llevar un pigmento verde llamado clorofila.
§ CROMOPLASTOS.- (Cromo = color) plastillos, pigmentos colorantes como el pigmento rojo (lecopeno) amarillo(xantofila) anaranjado (caroteno). Son los que dan color a las flores y a las frutas de muchas plantas.
§ LEUCOPLASTOS. (leucos = blancos) plastidios incoloros que sirven como centro de almacenajo de ciertos materiales de citoplasma como en el caso del almidón (amiloplastos)
. OLEOPLASTOS.-Plastidios incoloros y almacenado de gotitas de aceites tales como maní, semillas de higuerilla, etc.
1.
El Núcleo.- Es un corpúsculo en medio del
citoplasma, bien visible y perfectamente limitado.
El núcleo es el “centro de información” de la célula y desempeña funciones muy importantes en el metabolismo y reproducción celular.
Fue descubierto por Robert Brown en 1831, el núcleo durante la vida de una célula puede presentarse de dos formas diferentes; una mientras la célula se nutre y crece hasta llegar a la edad adulta, llamado periodo interfásico; y la otra, durante el proceso de reproducción llamado periodo de división.
La células poseen un solo núcleo pero en algunos casos puede haber dos, un grande y el otro pequeño, como sucede en el paramecio y celulas hepáticas de algunas especies.
Son:
a) La membrana nuclear o carioteca.
b) El núcleolo.
c) Jugo nuclear o cariolinfa.
d) Los cromosomas.
a) Membrana Nuclear, es una membrana doble, con poros definidos, relacionada con el retículo endoplasmático y encargada de regular el intercambio de materiales entre el núcleo y el citoplasma y viceversa que regulan el intercambio de sustancias entre ambos.
b) En nucléolo: son formaciones esféricas que pueden en un núcleo hallarse varios nucleolos. Constituido por pequeñas partículas o granulos de 100 a 150 ángstrom de diámetro, estan formados por ARN y constituyen los centros activos para la síntesis de proteínas y del l ARN. El núcleolo desaparece durante la división celular en la metafas, pero vuelve a reorganizase durante la telofase.
c) EL JUGO NUCLEAR O CARIOLINFA: Es el líquido en que se encuentra suspendidas las estructuras nucleares. Es un coloide complejo y está constituido por varias sustancias entre las cuales se encuentran: agua, aminoácidos, iones, lípidos, hidratos de carbono y ARN.
d) Los Cromosomas.- Son estructuras nucleares organizadas, que trasmiten el material genético de una generación a otra. Resultan de la fragmentación y organización de la cromatina (se tiñe fácilmente con colorantes básicos) durante la división celular.
La longitud de cromosomas varía de 0,2 a 50 micras, el diámetro entre 0 a 2 micras. Los cromosomas están constituidos, además de otros compuestos, por ADN, proteínas del tipo de las histonas o de las protaminas y ARN.
Función: Llevar las moléculas de ADN, portadoras de la información genética de los organismos.
Si tuvieran el mismo número de cromosomas y estos fueran iguales, solo existiera una clase de seres vivos sobre la tierra. Pero cada individuo tiene un número de cromosomas que es propio de él. Así por ejemplo: el hombre tiene 46 cromosomas en sus células, excepto en las reproductivas (espermatozoides y óvulo) que tiene 23. El número de cromosomas que tiene cada organismo se llama número diploide (2n) en el caso de las células reproductivas o sexuales, en las cuales el número de cromosomas es la mitad, se llama número haploide (n).
PARTES DEL CROMOSOMA:
Cuando la célula está en división los cromosomas se observan al microscopio dividido en 2, unidos por una estructructura de la forma esférica llamada centrómero que puede ocupar cualquier sitio en el cromosoma.
Cada parte del cromosoma dividido recibe el nombre de cromátida.
En los cromosomas se encuentran unas unidades llamadas genes, que son los que en último término controlan la fisiología del organismo. Cada uno de Ellos tienen una misión especial, así por ejemplo: unos dan color de los ojos otros forman la naríz, etc. Algunos genes actuan solos y otros en compañía.
Los cromosomas pasan de una célula a otra durante el proceso de la división celular la cual puede llevarse a cabo mediante la mitosisi o la meiosis.
¿Por que eres hombre o mujer?
La explicación la encontramos en los cromosomas. Así en los humanos hay 46 cromosomas de los cuales hay 2 que se llaman cromosomas sexuales, 1 se conoce como X y el otro como Y por lo tanto, en el hombre tenemos 44 +XY = 46.
En la mujer 44 +XX = 46.
En otras palabras los cromosomas sexuales en el hombre son XY y en la mujer XX.
El núcleo es el “centro de información” de la célula y desempeña funciones muy importantes en el metabolismo y reproducción celular.
Fue descubierto por Robert Brown en 1831, el núcleo durante la vida de una célula puede presentarse de dos formas diferentes; una mientras la célula se nutre y crece hasta llegar a la edad adulta, llamado periodo interfásico; y la otra, durante el proceso de reproducción llamado periodo de división.
La células poseen un solo núcleo pero en algunos casos puede haber dos, un grande y el otro pequeño, como sucede en el paramecio y celulas hepáticas de algunas especies.
Son:
a) La membrana nuclear o carioteca.
b) El núcleolo.
c) Jugo nuclear o cariolinfa.
d) Los cromosomas.
a) Membrana Nuclear, es una membrana doble, con poros definidos, relacionada con el retículo endoplasmático y encargada de regular el intercambio de materiales entre el núcleo y el citoplasma y viceversa que regulan el intercambio de sustancias entre ambos.
b) En nucléolo: son formaciones esféricas que pueden en un núcleo hallarse varios nucleolos. Constituido por pequeñas partículas o granulos de 100 a 150 ángstrom de diámetro, estan formados por ARN y constituyen los centros activos para la síntesis de proteínas y del l ARN. El núcleolo desaparece durante la división celular en la metafas, pero vuelve a reorganizase durante la telofase.
c) EL JUGO NUCLEAR O CARIOLINFA: Es el líquido en que se encuentra suspendidas las estructuras nucleares. Es un coloide complejo y está constituido por varias sustancias entre las cuales se encuentran: agua, aminoácidos, iones, lípidos, hidratos de carbono y ARN.
d) Los Cromosomas.- Son estructuras nucleares organizadas, que trasmiten el material genético de una generación a otra. Resultan de la fragmentación y organización de la cromatina (se tiñe fácilmente con colorantes básicos) durante la división celular.
La longitud de cromosomas varía de 0,2 a 50 micras, el diámetro entre 0 a 2 micras. Los cromosomas están constituidos, además de otros compuestos, por ADN, proteínas del tipo de las histonas o de las protaminas y ARN.
Función: Llevar las moléculas de ADN, portadoras de la información genética de los organismos.
Si tuvieran el mismo número de cromosomas y estos fueran iguales, solo existiera una clase de seres vivos sobre la tierra. Pero cada individuo tiene un número de cromosomas que es propio de él. Así por ejemplo: el hombre tiene 46 cromosomas en sus células, excepto en las reproductivas (espermatozoides y óvulo) que tiene 23. El número de cromosomas que tiene cada organismo se llama número diploide (2n) en el caso de las células reproductivas o sexuales, en las cuales el número de cromosomas es la mitad, se llama número haploide (n).
PARTES DEL CROMOSOMA:
Cuando la célula está en división los cromosomas se observan al microscopio dividido en 2, unidos por una estructructura de la forma esférica llamada centrómero que puede ocupar cualquier sitio en el cromosoma.
Cada parte del cromosoma dividido recibe el nombre de cromátida.
En los cromosomas se encuentran unas unidades llamadas genes, que son los que en último término controlan la fisiología del organismo. Cada uno de Ellos tienen una misión especial, así por ejemplo: unos dan color de los ojos otros forman la naríz, etc. Algunos genes actuan solos y otros en compañía.
Los cromosomas pasan de una célula a otra durante el proceso de la división celular la cual puede llevarse a cabo mediante la mitosisi o la meiosis.
¿Por que eres hombre o mujer?
La explicación la encontramos en los cromosomas. Así en los humanos hay 46 cromosomas de los cuales hay 2 que se llaman cromosomas sexuales, 1 se conoce como X y el otro como Y por lo tanto, en el hombre tenemos 44 +XY = 46.
En la mujer 44 +XX = 46.
En otras palabras los cromosomas sexuales en el hombre son XY y en la mujer XX.
Comparación
entre célula Procariota y Eucariota
Se llama procariota a las células sin núcleo celular definido, es decir, cuyo material genético se encuentra
disperso en elcitoplasma, reunido en una zona denominada nucleoide.1 Por el contrario, las células que sí tienen un
núcleo diferenciado del citoplasma, se llaman eucariotas, es decir aquellas cuyo ADN se encuentra
dentro de un compartimiento separado del resto de la célula.
Además, el
término procariota hace referencia a los organismos pertenecientes al reino Prokaryota,
cuyo concepto coincide con el reino Monera de
las clasificaciones de Herbert Copeland o Robert Whittaker que, aunque obsoletas, continúan siendo aún
populares.
Casi sin
excepción los organismos basados en células procariotas son unicelulares (organismos consistentes en una sola célula).
Se cree que
todos los organismos que existen actualmente derivan de una forma unicelular
procariótica (LUCA). Existe una
teoría, Endosimbiosis seriada, que considera que a lo
largo de un lento proceso evolutivo, hace unos 1500 millones de años, las
procariotas derivaron en unas células más complejas, las eucariotas.
Se denominan células eucariotas a todas las células que tienen su material hereditario,
fundamentalmente su información genética, encerrado
dentro de una doble membrana, laenvoltura
nuclear; la cual delimita un núcleo celular.
Las células
eucariotas son las que tienen núcleo definido (poseen núcleo verdadero) gracias a una
membrana nuclear, al contrario que las procariotas que carecen de dicha membrana nuclear, por lo que
el material genético se encuentra disperso en ellas (en su citoplasma), por lo cual
es perceptible solo al microscopio electrónico. A los
organismos formados por células eucariotas se les denomina eucariontes.
La alternativa a
la organización eucariótica de la célula la ofrece la llamada célula procariota. En estas
células el material hereditario se encuentra en una región específica denominada
nucleoide, no aislada por membranas, en el seno del citoplasma. Las células
eucariotas no cuentan con un compartimento alrededor de la membrana plasmática
(periplasma),
como el que tienen las células procariotas.
El paso de
procariotas a eucariotas significó el gran salto en complejidad de la vida y
uno de los más importantes de su evolución.1 Sin este paso, sin la complejidad que adquirieron
las células eucariotas no habrían sido posibles ulteriores pasos como la
aparición de los seres pluricelulares. La vida,
probablemente, se habría limitado a constituirse en un conglomerado de bacterias. De hecho, los
cuatro reinos restantes
proceden de ese salto cualitativo. El éxito de estas células eucariotas
posibilitó las posteriores radiaciones adaptativas de la vida que han desembocado en la gran variedad
de especies que existe en la actualidad.
Respiración
celular
La respiración celular
es el conjunto de reacciones químicas mediante las cuales se obtiene energía a
partir de la degradación de sustancias orgánicas, como los azucares y los
ácidos, principalmente. Comprende dos faces: en la primera se oxida la glucosa
(azúcar) y no depende del oxigeno, por lo que recibe el nombre de respiración anaerobica o glucólisis,
reacción que se lleva a cabo en el citoplasma de la célula. La segunda fase se
realiza con la intervención del oxigeno y recibe el nombre de respiración aeróbica o ciclo de
krebs y se realiza en
estructuras especiales de la célula llamadas mitocondrias.
CICLO DE KREBS o RESPIRACIÓN AEROBIA.
Sucesión de reacciones químicas que ocurren dentro
de la célula, mediante las cuales se realiza la descomposición final de las
moléculas de los alimentos y en las que se producen dióxido de carbono, agua y
energía. este proceso, que se lleva a cabo por la acción de siete enzimas, es
conocido también por ciclo de los ácidos tricarboxílicos. El ciclo de Krebs
ocurre en todos los animales, plantas superiores y en la mayoría de las
bacterias. En los organismos que tienen células con núcleo, el ciclo tiene
lugar dentro de un orgánulo membranoso que se llama mitocondria, una estructura
que se compara a menudo con la central de producción de energía de la célula.
El descubrimiento del ciclo es obra de sir Hans Adolf Krebs, un bioquímico
británico que presentó este importante avance científico en 1937.
Los alimentos, antes de poder entrar en el ciclo
del ácido cítrico, deben descomponerse en pequeñas unidades llamadas grupos
acetilo. Cada grupo acetilo (CH3CO) contiene sólo dos átomos de carbono, junto
con hidrógeno y oxígeno. Al comienzo del ciclo, un grupo acetilo se combina con
una molécula con cuatro átomos de carbono llamada oxalacetato, para producir un
compuesto con seis átomos de carbono: el ácido cítrico. En los restantes pasos
del ciclo, la molécula de ácido cítrico se transforma, y pierde dos de sus
átomos de carbono, que salen en forma de dióxido de carbono. Así mismo, se
liberan también cuatro electrones. Estos viajan dentro de la célula gracias a
una serie de móleculas transportadoras, la cadena transportadora de electrones,
en la que se produce energía en forma de una molécula rica en energía llamada
trifosfato de adenosina, o ATP, antes de reaccionar con el oxígeno para formar
agua. Un producto adicional del ciclo es otra molécula con gran contenido
energético, llamada trifosfato de guanosina, o GTP. La célula utiliza estas
moléculas, el ATP y el GTP, como combustible en muchos procesos. Otra molécula
usada como combustible, el fosfato de creatina, puede servir también para
proveer de energía extra a las células del cerebro y de los músculos. La
molécula original de oxalacetato se regenera al final del ciclo. Esta molécula
puede reaccionar entonces con otro grupo acetilo y comenzar el ciclo de nuevo.
En cada giro del ciclo se produce energía.
El ciclo de Krebs es una vía eficaz para convertir,
dentro de la célula, los componentes de los alimentos en energía utilizable. En
el ciclo, sólo se destruyen los grupos acetilo; tanto las siete enzimas que
llevan a cabo las diferentes reacciones, como los compuestos intermedios sobre
los que actúan, pueden volver a utilizarse una y otra vez. Muchos de los
compuestos intermedios que se producen en el ciclo se usan también como
materiales de construcción para la síntesis de aminoácidos, hidratos de carbono
y otros productos celulares.
Ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs
empieza y acaba con la combinación de la acetil coenzima A (acetil Co A) y el
oxalacetato para formar ácido cítrico. Este compuesto ácido tiene seis átomos
de carbono y experimenta una serie de reacciones químicas catalizadas por
enzimas que separan dos de estos átomos. Las enzimas también modifican la
estructura del compuesto, que se transforma en oxalacetato al final del ciclo.
Éste se combina a continuación con la acetil Co A para iniciar de nuevo la
cadena de reacciones. Cada ciclo genera una molécula de ATP rico en energía
(que se forma por liberación de cuatro electrones) y otra de GTP.
GLUCOLISIS o RESPIRACION ANAEROBIA.
Ruta bioquímica principal para la descomposición de
la glucosa en sus componentes más simples dentro de las células del organismo.
Una ruta se refiere a una secuencia específica de reacciones catalizadas por
enzimas que transforman un compuesto en otro biológicamente importante. La
glicolisis se caracteriza porque, si está disponible, puede utilizar oxígeno
(ruta aerobia) o, si es necesario, puede continuar en ausencia de éste (ruta
anaerobia), aunque a costa de producir menos energía.
fases relacionadas con: glucólisis, ciclo de Krebs
y cadena de transporte de electrones en la célula
Glucosa
La glucosa es un hidrato de carbono. Desde el punto
de vista químico, estos compuestos se definen como derivados aldehídos o
cetonas de alcoholes polihidroxílicos o los compuestos que los producen cuando
se hidrolizan. El azúcar glucosa es el más importante. La mayor parte de los
hidratos de carbono de la dieta se descomponen en glucosa y otros azúcares
simples que son absorbidos por la mucosa intestinal. El hígado convierte estos
otros azúcares sencillos, como la fructosa, en glucosa. En el organismo, todos
los hidratos de carbono pueden sintetizarse a partir de glucosa.
La glucosa es un azúcar sencillo que se denomina
monosacárido porque no puede descomponerse en otro más simple. Se llama hexosa
porque contiene seis átomos de carbono y es un azúcar aldosa porque tiene un
grupo aldehído. Por tanto, es un monosacárido aldohexosa. La fórmula
estructural de su cadena en línea recta puede explicar algunas de sus
propiedades; pero la estructura cíclica es termodinámicamente más estable y
explica todas sus propiedades químicas.
Los niveles de glucosa en la sangre y en los
tejidos están estrictamente regulados. El exceso se almacena en el hígado y los
músculos en forma del hidrato de carbono polisacárido llamado glucógeno.
La ruta de la glicolisis
Al estudiar los cambios bioquímicos que se
producían durante la contracción muscular se observó que cuando un músculo se
contrae en ausencia de oxígeno (de forma anaerobia), se utiliza el glucógeno y
aparecen como productos finales el piruvato y el lactato. Sin embargo, si la
contracción ocurre en presencia de oxígeno (de forma aerobia), no se acumula
lactato y el piruvato es oxidado completamente hasta dióxido de carbono y agua.
En base a estas observaciones, se adoptó la costumbre de distinguir las fases
aerobia y anaerobia en el metabolismo de los hidratos de carbono. Pero esta
distinción es arbitraria, puesto que las reacciones con o sin oxígeno son las
mismas, diferenciándose únicamente en el punto hasta el que se producen y, por
tanto, en los productos finales.
La coenzima esencial NAD (dinucleótido de adenina y
nicotinamida) es necesaria para un paso de conversión enzimática en la
formación del piruvato. Cuando el oxígeno es deficiente, esta coenzima sólo
puede regenerarse por la reoxidación del NADH durante la producción de lactato
a partir de piruvato. Esto es debido a que las centrales eléctricas de las
células, las mitocondrias, sólo pueden utilizar NADH en presencia de oxígeno,
produciendo NAD, energía (como moléculas de trifosfato de adenosina o ATP) y
agua. La glicolisis puede continuar en condiciones anaerobias con la formación
de lactato y la regeneración de NAD, pero a cambio de producir menos energía
por molécula de glucosa metabolizada.
Fotosíntesis
La fotosíntesis (del griego antiguo φώτο [foto],
‘luz’, y σύνθεσις [síntesis], ‘composición’) es la
conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que
aporta la luz. En este proceso la energía luminosase transforma en energía química estable, siendo
el adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que
queda almacenada esa energía química. Con posterioridad, el ATP se usa para
sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de tener
en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a
la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en
el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible
para la constitución de los seres vivos) partiendo de la
luz y la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos
fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000
millones de toneladas de carbono.1 2
Los orgánulos
citoplasmáticos encargados de la realización de la fotosíntesis son los cloroplastos, unas
estructuras polimorfas y de color verde (esta coloración es debida a la
presencia del pigmento clorofila) propias de las células vegetales. En el interior de estos orgánulos se halla una
cámara que contiene un medio interno llamado estroma, que alberga diversos
componentes, entre los que cabe destacar enzimas encargadas de la
transformación del dióxido de carbono en materia orgánica y unos sáculos
aplastados denominados tilacoides o lamelas, cuya membrana contiene
pigmentos fotosintéticos. En términos medios, una célula foliar tiene entre
cincuenta y sesenta cloroplastos en su interior.1
Los organismos
que tienen la capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis son llamados fotoautótrofos (otra nomenclatura posible es la de autótrofos, pero se debe
tener en cuenta que bajo esta denominación también se engloban aquellas
bacterias que realizan la quimiosíntesis)
y fijan el CO2 atmosférico. En la actualidad se diferencian dos
tipos de procesos fotosintéticos, que son la fotosíntesis oxigénica y la fotosíntesis anoxigénica. La primera de
las modalidades es la propia de las plantas superiores, las algas y las cianobacterias, donde el dador
de electrones es el agua y, como consecuencia, se desprende oxígeno. Mientras
que la segunda, también conocida con el nombre de fotosíntesis bacteriana, la
realizan las bacterias purpúreas y verdes del azufre, en las que en dador de electrones
es el sulfuro de hidrógeno, y consecuentemente, el elemento químico liberado no
será oxígeno sino azufre, que puede ser acumulado en el interior de la
bacteria, o en su defecto, expulsado al agua.3
A comienzos del año 2009, se publicó un
artículo en la revista Nature Geoscience en el que científicos norteamericanos daban a conocer el hallazgo de pequeños cristales
dehematita (en Cratón de Pilbara, en el noroeste de Australia), un mineral de hierro que data de la época del eón Arcaico, demostrando la
existencia de agua rica en oxígeno y consecuentemente, de organismos
fotosintetizadores capaces de producirlo. Gracias al estudio realizado, se ha
llegado a la conclusión de la existencia de fotosíntesis oxigénica y de la
oxigenación de la atmósfera y de los océanos hace más de 3.460 millones de
años, así como también se deduce la existencia de un número considerable de
organismos capaces de llevar a cabo la fotosíntesis para oxigenar la masa de
agua mencionada, aunque sólo fuese de manera ocasional.
Hormonas Vegetales y Animales
Hormonas Vegetales
Las fitohormonas o también llamadas hormonas vegetales son sustancias químicas producidas por
algunas células vegetales en sitios estratégicos de la planta y estashormonas vegetales son
capaces de regular de manera predominante los fenómenos fisiológicos de
las plantas.1 Las
fitohormonas se producen en pequeñas cantidades en tejidos vegetales, a
diferencia de las hormonas animales, sintetizadas en glándulas. Pueden actuar
en el propio tejido donde se generan o bien a largas distancias, mediante
transporte a través de los vasos xilemáticos y floemáticos.
Hormonas Animales
Las hormonas son
sustancias fabricadas por las glándulas endocrinas, que al verterse en el
torrente sanguíneo activan diversos mecanismos y ponen en funcionamientos diversos
órganos del cuerpo.
Las hormonas actúan como "mensajeros" para coordinar las funciones de varias partes del cuerpo. La mayoría de las hormonas son proteínas que consisten de cadenas de aminoácidos. Algunas hormonas son esteroides, sustancias grasas producidas a base de colesterol.
Las hormonas van a todos lugares del cuerpo por medio del torrente sanguíneo hasta llegar a su lugar indicado, logrando cambios como aceleración del metabolismo, aceleración del ritmo cardíaco, producción de leche, desarrollo de órganos sexuales y otros.
El sistema hormonal o endocrino se relaciona principalmente con diversas acciones metabólicas del cuerpo humano y controla la intensidad de funciones químicas en las células. Algunos efectos hormonales se producen en segundos, otros requieren varios días para iniciarse y durante semanas, meses, incluso años.
Las hormonas actúan como "mensajeros" para coordinar las funciones de varias partes del cuerpo. La mayoría de las hormonas son proteínas que consisten de cadenas de aminoácidos. Algunas hormonas son esteroides, sustancias grasas producidas a base de colesterol.
Las hormonas van a todos lugares del cuerpo por medio del torrente sanguíneo hasta llegar a su lugar indicado, logrando cambios como aceleración del metabolismo, aceleración del ritmo cardíaco, producción de leche, desarrollo de órganos sexuales y otros.
El sistema hormonal o endocrino se relaciona principalmente con diversas acciones metabólicas del cuerpo humano y controla la intensidad de funciones químicas en las células. Algunos efectos hormonales se producen en segundos, otros requieren varios días para iniciarse y durante semanas, meses, incluso años.
Entre los
eventos o procesos corporales que son regulados por hormonas en vegetales y
animales, tenemos:
• Las
características sexuales.
• El
uso y almacenamiento de energía
• Los
niveles en la sangre de líquidos, sal y azúcar.
• El
crecimiento y desarrollo
• El
metabolismo
• La
reproducción
• El
funcionamiento de distintos órganos.
En los animales,
las hormonas son segregadas por glándulas endocrinas, carentes de conductos,
directamente al torrente sanguíneo.
Los órganos
principales implicados en la producción de hormonas son el hipotálamo, la
hipófisis, la tiroides, la glándula suprarrenal, el páncreas, la
paratiroides, las gónadas, o glándulas
reproductoras, la placenta
y, en ciertos casos, la mucosa del intestino delgado.
La hipófisis controla
el crecimiento del esqueleto; regula la función de la tiroides; afecta a la
acción de las gónadas (aparato sexual) y de las glándulas suprarrenales;
produce sustancias que interaccionan con otras que son segregadas por el
páncreas, y puede influir sobre la paratiroides.
También segrega
una hormona llamada prolactina, excepto cuando está inhibida por la
progesterona, que es segregada por la placenta; la prolactina estimula la
formación de leche en las glándulas mamarias maduras de las vacas y otros mamíferos.
También segrega la hormona melanotropa, que estimula a los melanocitos o
células productoras de pigmentos.
Existen otras
hormonas de la hipófisis que incrementan la presión sanguínea, evitan que se
produzca una secreción excesiva de orina (hormona antidiurética), y estimulan
la contracción del músculo uterino (oxitocina). Algunas de las hormonas
hipofisarias tienen un efecto opuesto al de otras hormonas, como, por ejemplo,
el efecto diabetogénico que inhibe la síntesis de insulina.
La hormona producida
en la tiroides estimula el metabolismo general; también incrementa la
sensibilidad de varios órganos, en especial el sistema nervioso central, y
tiene un efecto marcado sobre el desarrollo, es decir, en la evolución desde la
forma infantil hasta la forma adulta. La secreción de la hormona tiroidea está
controlada sobre todo por la hipófisis, pero también se ve afectada por las
hormonas producidas por el ovario y, a su vez, afecta al desarrollo y a la
función de los ovarios.
La hormona
producida por la paratiroides controla la concentración de calcio y fosfato de
la sangre.
El páncreas
segrega al menos dos hormonas, la insulina y el glucagón, que regulan el
metabolismo de los hidratos de carbono en el cuerpo.
Las glándulas
suprarrenales contienen hormonas que controlan la concentración de sales y de
agua en los líquidos corporales, y son esenciales para el mantenimiento de la
vida de cada individuo.
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