CARCTERISTICAS GENERALES DE LOS SERES VIVOS.
Las propiedades vitales de los seres vivos son (menos los virus):
- Nutrición: Tomar materia y energía y utilizarla.
- Relación: Captar estímulos del medio y responder.
- Reproducción: Capacidad que tienen los seres vivos para crear descendencia.
Los seres vivos representan una extraordinaria complejidad.
Todo universo biótico y abiótico presenta niveles de organización de complejidad creciente.
Las partículas subatómicas están compuestas por neutrones, protones y electrones. Estas se asocien entre si formando ATOMOS (Parte mas pequeña en la que se divide la materia conservando sus propiedades)
Materia inorgánica |
Amorfa à Átomos desordenados.
|
Cristalino à Átomos ordenados. Universo abiótico. |
Todos los minerales quieren ser cristalinos pero eso depende de su condición de formación (Presión, tiempo y temperatura).
Los seres vivos están compuestos de macromoléculas que se asocian entre si.
ADN + PROTEINA = CROMATINA
|
COMPLEJOS SUPRAMOLECULAR
|
ORGANULOS CELULARES = CROMOSOMAS.
CELULA: Unidad más pequeña en la que se puede dividir un ser vivo (unicelular)
También las células pueden ser pluricelulares.
PLURICELULARES | Simples:à Se caracteriza porque todas son iguales y sin tejido (célula asociada con la misma estructura y la misma función. Algas) |
Órganosà Tejidos asociados, función común. Ej.: Estomago. |
Aparatosà Órganos asociados con función unitaria. Ej.: Aparato digestivo.
|
Sistema à Mismo órgano distribuido por todo el organismo. Ej.: sistema nervioso |
TODO ESTO LLEGA AL ORGANISMO.
Todos los seres vivos tenemos una composición química. Materia orgánica formada por bio y oligoelementos.
BIO Y OLIGOELEMENTOS.
Los seres vivos están formados por materia. Esta materia esta formada por átomos (27 tabla periódica), porque tiene propiedades vitales.
Aquellos átomos de los seres vivos que están al 0`1%.
Aquellos átomos de los seres vivos que están menos del 0`1%
El carbono es el elemento químico mas característico de la molécula biológica, ya que, mediante la unión de muchos átomos, forman largas cadenas que constituyen la estructura básica de los componentes del organismo.
BIOMOLECULAS.
INORGANICAS:
- Agua: Componente mas abundante de los seres vivos. Tiene muchas propiedades vitales: elevado calor específico, son ANOMALAS. Disolvente universal (sustancias polares).
Esta formada por oxigeno. Es la combinación de dos átomos que tienen muy diferente electronegatividad.
El agua es bipolar, es decir, dos hidrógenos.
Esta aísla las cargas y rompe enlaces iónicos = disuelve.
Los seres vivos utilizamos el agua como medio de transporte.
- Sales minerales: Es las unión de un acido y una base positiva. En el ser vivo las encontramos en disolución:
Aniones: Cl - ; Co4H; PO4; H-2
Cationes: Na+; Ka +; Mg +; Ca +
Las sales tienen propiedades para el ser vivo, estas tiene que ver con su naturaleza quimica.
CARGA ELECTRICA: Les permite intervenir en la creación y mantenimiento de los gradientes (que sigue una línea) electrónicos.
Las sales se disuelven y al disolver son solutos en los gradientes químicos.
DIFUSION: Movimiento del soluto (disolvente) empujado por la POSMOTICA (= /s/) hasta que se igualan las concentraciones = TRANSPORTE.
* ÓSMOSIS: Movimiento del disolvente contra la concentración. Este proceso es vital para el ser vivo.
Característica: Deja pasar al disolvente, pero no al soluto.
- Las sales la utilizan los seres vivos para compensar los cambios de presión osmótica para evitar el choque osmótica (es uno de los componentes de la omeostasis (es el mantenimiento de la constancia de las variables del medio interno.))
ORGANICAS:
- GLUCIDOS: Formado por carbono, hidrogeno y oxigeno. Es un polimero de monomero iguales. Y en este caso los monomeros son monosacáridos (tienen entre 3 y 9 carbonos y los mas frecuentes tienen entre 3 y 6).
Entre ellos nos encontramos las triosa, pectosas (Ribosas y desoxirribosas que forman parte del ARN y ADN.) y las hexosas (Glucosa y fructosa. Galactosa)
Las pentosas cumplen una función estructural. Mientras que las hexosas son monómeros de las polímetros del glucido, llamado polisacáridos. Y además tienen una función = Fuente de energía.
(Sacan la energía de los seres vivos)
Otros glucidos son disacáridos.
Unión de dos monosacáridos:
Los más abundantes son:
- Sacarosa (Azúcar fruta) Formada de glucosa y fructosa.
- Lactosa (Azúcar de la leches) formada de glucosa y galactosa.
La sacarosa y lactosa son disacáridos naturales. Sin embargo hay otros disacáridos:
MALTOSA ALMIDON
→ Formada por dos glucosas ←
CELIBIOSA CELUBIOSI
Función de los disacáridos:
Cumplen la misma función à fuente de energía.
Entre los glucidos encontramos los polisacáridos (Polímeros).
Almidón (reserva energía vegetal)
Glicógeno (reserva energía animal)
Celulosa (función estructural; formada pared celular de las células vegetales (fibra vegetal).
· LIPIDOS: Grupo químicamente heterogéneo. El monómero de los lípidos son los ácidos grasos. Se clasifican en dos grupo:
§ SAPONIFICABLES (se puede hacer jabón) tienen ácidos grasos
Dos grupos:
- Lípidos sencillos:
Entre ellos: Grasas: Glicerina y ácidos grasos que tienen función de reserva de energía animal.
Ceras: Moléculas ricas en hidrógenos.
-Cerumen
IMPERMEABLES à -Cera abeja
-Epidermis de vegetales
- Lípidos complejos:
Fosfolipidos: Formado por glicerina pero de dos ácidos grasos y en lugar de un tercer acido graso, tiene base nitrogenada.
§ NO SAPONIFICABLES (no se puede hacer jabón) no tiene ácidos grasos.
- Terpenos: Están formados directamente de isopreno. Actúan como pigmento fotosintéticos.
- Esteroides: Son indirectamente derivados del isopreno, entre ellos se encuentran las hormonas sexuales. El esteroide mas conocido es el colesterol. Esta forma parte de las membranas lo que también es importante en nuestra dieta.
El problema es el exceso que se une a la membrana por su exterior y obstruye los vasos sanguíneos “ARTERIOESCLEROSIS”.
- PROTEINAS: Polímeros de monómeros diferentes. Formado por Carbono, Hidrogeno y Oxigeno, además de Nitrógeno el cual es el más característico de las proteínas, que d el nombre de aminoácidos.
También es frecuente encontrar el fósforo y el azufre. No es extraño encontrar hierro y cobre, también oligoelementos.
Es 50% del peso seco de los seres vivos.
Tienen infinitas formas. La mayoría de las funciones de un ser vivo las realiza la proteína. Ejemplo: Actúan en el movimiento de los “músculos”, intervienen en el transporte “hemoglobina”, las defensas “anticuerpos”, hormonas (insulina, crecimiento.), estructura “membrana, cilios, flagelos, piel…
Tienen su principal papel como ENCIMA.
La encima es un catalizador que acelera la reacción de de las reacciones biológicas pero permanece intacto (que no se consume).
En la característica del ser vivo destaca que su funcionamiento es fruto de reacciones químicas.
El conjunto de las reacciones químicas da lugar al metabolismo.
Propiedades:
Las proteínas tienen orden = información.
Las proteínas tienen una secuencia (orden) de aminoácidos, esta determinada la forma de la proteína. La forma de la proteína determina a su vez la función de esta.
Desnaturalización: La proteína pierde su forma y con ello su función, esto sucede si la temperatura sube o tiene algún efecto.
Otra característica de las proteínas es que son solubles en agua. Esto es posible porque la mayoría de los aminoácidos son polares.
LA propiedad más característica de la proteína es la especificidad. ESPECIE, INDIVIDUO, esto explica el rechazo en los transplantes.
- ACIDOS NUCLEICOS: Son polímeros de cuatro nucleótidos distintos.
Este formado por: Carbono, Hidrogeno, Oxigeno, Nitrógeno y Fósforo.
Los ácidos nucleicos son macromoléculas formadas por moléculas llamadas nucleótidos.
Existen dos tipos: ADN (desoxirribosa) y ARN (ribosa)
La secuencia de nucleótidos (secuencia de aminoácidos) es la información genética “ADN”
ADN: Es la única molécula capaz de servir como molde de si misma (es capaz de duplicarse). Es capaz también de copiarse en forma de ARN (este lo lleva hasta los ribosomas que es encargado de leerlo y traducirlo y de ello se fabrica la proteína) de la proteína de la función.
UNIDAD ESTRUCTURAL DE LOS SERES VIVOS. (Células)
Célula à Unidad más pequeña en la que se divide los seres vivos. Unidad estructural (organización) y funcional (resultado del funcionamiento de sus células) de los seres vivos. “Toda célula procede de otra célula”
↑ TEORIA CELULAR ↑
Existen dos tipos de células:
- Procariotas: (Bacterias) Núcleo primitivo. Formada por pared celular, acido nucleico (ADN) desnudo, ribosomas 70s (coeficiente de sedimentación).
- Eucariota: Mas complejas, realizan mas funciones. La diferencia entre procariota y eucariota es que las eucariotas tienen orgánulos membranosos.
Partes de las células:
- Membrana plasmática à Aísla y comunica.
- Citoplasma (Toda la cavidad interior de la célula) à Formada por un “liquido”, medio donde ocurre el metabolismo, medio celular y sumergidos en el liquido están los orgánulos.
- Ácidos nucleicos (Pueden estar metidos en el citoplasma) à Dirigen y controlan la función celular, a través de la síntesis de proteínas que por su forma realiza una función.
Tamaño:
Las células son microscópicas, 0´3- 55m.m. (muscular, yema de huevo, neuronas).
La forma es muy variada, esta depende de la función que vaya a realizar.
FUNCIONES BASICAS DE LOS SERES VIVOS.
FUNCION DE NUTRICION:
Todos los seres vivos necesitamos tomar materia y energía del exterior, que le realizamos transformaciones (reacciones químicas = Metabolismo) para obtener materia propia y energía para nuestro funcionamiento.
Organismos auto/trofos (a si mismo/ alimentar) que se fabrica su propio alimento (monómeros).
Esto lo hace por la fotosíntesis.
CO2 + H2O + Sales minerales + Luz à Monómeros + O2
Esto lo hace plantas verdes y algunas bacterias.
Otra alimentación es la hete/rotrofa (de otro/ alimentarse).
No fabricamos materia orgánica, no aprovechamos la luz, entonces comemos la materia y la energía que otros han fabricado.
Comemos polímeros, hacemos la digestión y lo convertimos en monómeros que lo utilizamos para obtener materia y energía.
Conjunto de las reacciones químicas que ocurren en la célula.
La nutrición es la parte fundamental pero no la única.
Reacción química à A + B à C (son reacciones reversibles)
(A y B = sustratos), (C = producto)
Siempre están en forma de secuencia.
A à B à C à D El producto de una es el sustrato de la siguiente.
También hay encrucijada metabólica, se cruzan secuencias.
G à H à I
↑ Se localiza en el hieloplasma.
A à B à C à D àE
↓
J àK à L
Todas tienen catalizadores específicos, que aceleran las reacciones (funcionamos con reacciones a tiempo real).
En los seres vivos, la materia es termolábil (se altera con la temperatura)
Esto se soluciona con el catalizador (enzimas), esto aumenta la velocidad, disminuye la energía e intervienen en las reacciones. Nunca se consume, es decir, cuando termina la reacción, se reaparece intacto.
La mayoría de las reacciones metabólicas son de oxidorreducción “Redox” (esta siempre acopladas), es decir, cuando una sustancia se reduce, hay otra que se oxida.
Una sustancia reducida es cuando tiene mucho hidrogeno o poco oxigeno. Es la que tiene muchos electrones o mucha energía.
Lo contrario es una sustancia oxidada.
Características:
La mayoría de las reacciones REDOX, en la mayoría hay intercambios energéticos.
La energía nunca esta libre, se intercambia siempre en forma de enlaces de alta energía con coenzimas transportadores de energía (ADP/ATP)
Solo podemos utilizar la energía química (dentro de un enlace)
Las coenzimas Redox aceptan temporalmente electrones e hidrogeno en alta energía.
En general podemos decir que las reacciones anabólicas son de reducción y las catabólicas son de oxidación.
- ANABOLISMO Y CATABOLISMO.
TODA REACCION DEL METABOLISMO
|
ANABOLICAS: Unión de pequeñas moléculas con energía para formar grandes moléculas. Reacciones de reducción. Ejemplo: Monómeros + Energía à Polímeros. Forma de obtener la materia propia.
|
CATABOLICAS: Grandes moléculas que se convierte en pequeña molécula liberando energía de los enlaces rotos. La realizamos para obtener la energía que necesitamos para nuestro funcionamiento (anabolismo, movimientos, reproducción…)
|
Consiste en las roturas de grandes moléculas que las convierten en pequeñas moléculas liberando la energía de los enlaces rotos (de oxidación).
Estos lo hacemos para obtener energía, oxidando monómeros (monosacáridos, glucosa, disacáridos, ácidos grasos),
A) Catabolismo anaerobio. Fermentación.
La primera forma que “inventaron” los seres vivos para obtener energía (1º bacteria).
Consiste en la oxidación parcial (que a partir de un monómero obtiene materia orgánica.) de los monómeros pero sin oxigeno.
Solo se puede aprovechar el 20% de energía de los monómeros.
La fermentación más famosa es la glucólisis.
Glucosaà dos ácidos Piruvico + 2 ATP.
Hay otras fermentaciones que siguen y después del acido piruvico pasan al alcohol etílico, esta se llama fermentación alcohólica (Ej.: vino, cerveza…)
Cada una de las fermentaciones de las proteínas es maloliente, llamada putrefacción.
Las bacterias/ levaduras sobreviven gracias a esto y son llamadas anaerobios estrictos (primitivos) porque para ellas el O2 es toxico.
Los demás somos aerobios facultativos, que utilizamos el catabolismo anaerobio como paso previo al catabolismo aerobio.
B) Catabolismo aerobio.
Es la oxidación total con O2. La realizamos todas las células pluricelulares y la mayoría de los unicelulares, que es continuación del catabolismo anaerobio del hialoplasma.
Glucosa à Acido piruvico à 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP
Con este método se obtiene 18 veces mas energía, es decir, el 100% de la energía.
Son los de reducción en los que se forman enlaces que necesitan energía para convertir pequeñas moléculas en grandes.
Esto es común para los animales y vegetales.
Monómeros + Energía à Polímetros.
Esta es la forma que tienen los animales y vegetales de obtener nuestra propia materia.
Otros procesos importante es el que hace los autótrofos, mediante el cual fabrican sus propios monómeros a partir de CO2 + H2O + Sales minerales + Luz à Monómeros, que la luz es la que da la energía para formar los monómeros= Fotosíntesis.
La fotosíntesis tiene dos fases:
- Fase luminosa: Consiste en aprovechar la luz y el agua para obtener ATP +NADH + O2.
- Fase oscura: Convierte el CO2 + H2O + Sales à Monómeros. (C6H12O6 Glucosa).
Hace falta energía para formar enlaces entre materia inorgánica.
Necesita NADH y ATP para pasar de oxidadas a reducidas.
CO2 + H2O + Sales + ATP + NADH à Monómeros + O2.
Exclusiva de los vegetales / animales digestión.
La fotosíntesis ocurre en los cloroplastos.
Como las bacterias no tienen organuelos, la fotosíntesis se realiza en los mesosomas.
QUIMIOSINTESIS: Hay pocas bacterias que fabrican sus monómeros sin luz un agua, sino que utilizan como fuente de energía e hidrogeno compuestos inorgánicos muy reducidos (Vulcanismo submarino).
FUNCION DE RELACION:
Capacidad que tenemos los seres vivos de captar estímulos (variaciones físicas/químicas del medio) y de responder adecuadamente a los estímulos para adecuarnos a un medio cambiante. Los estímulos son recogidos por unos receptores llamados “orgánulos de los sentidos” (externo). Y a partir de los receptores llevan la información al sistema nervioso central (Medula y “cerebro”, encéfalo). Se analiza, se procesa, se relaciona con otras informaciones y se elabora una respuesta, va a los efectores que están encargados de realizarlo (músculos), la mayoría de las respuestas son movimientos. Y las glándulas (segregan sustancias).
FUNCION DE REPRODUCCION:
Capacidad que tienen los seres vivos en producir descendencia semejante a su progenitor; permite que no desaparezca la especie 60% consumo energético.
REPRODUCCION CELULAR “DIVISION”
Las células constituyentes de los organismos se reproducen para sustituir a las células que mueren.
La célula madre se divide y da lugar a dos células hijas y esta desaparece.
Ciclo celular: Distintas fases que existen en distintos tipos de células, que se divide en dos:
- Interfase: 99`5 % de vida. Vida normal de la célula. Realiza sus funciones.
- División: 0´5% división del núcleo (mitosis o meiosis), división del citoplasma (citocinesis)
A) Duplicación del ADN.
Cada célula necesita el total de la información genética.
Antes de la división de la célula, se duplica su ADN y esto ocurre al final de la interfase.
El ADN es una doble cadena complementaria, A-T, C-G, para formar el máximo nº de enlaces.
Lo que ocurre al final de la interfase, es que la doble cadena se separa y sirve como molde para formar la complementaria. Esto se llama duplicación semiconservativa, que es una propiedad exclusiva del ADN.
Con esto se asegura que la célula hija tenga una copia exacta del ADN, de la información genética.
B) Núcleo interfasico y en división.
El ADN en la interfase se encuentra en forma activa, esta extendido, que se esta formando proteína.
Lo que se ve dentro del ADN activo y todo lo que esta en la célula extendido se llama CROMATINA.
La duplicación también es un ADN activo.
En la división, el ADN extendido (cromatina) se compacta, se empaqueta y se enrolla.
Aparecen los cromosomas cuando el ADN esta guardado inactivo.
Los cromosomas están formados por dos cromatidas hermanas y están unidas por un centrómero.
El número de cromosomas es fijo y característico de cada especie, encontramos dos tipos de organismo:
- Un ejemplar de cada cromosoma. A este se le llama n “haploide” y son los más primitivos.
- Dos ejemplares de cromosomas. Tienen una copia de seguridad. Se le llama 2n “diploide”. Son los más evolucionados.
Tenemos dos copias, una del padre y otra de la madre, que son los cromosomas homólogos, aunque no son idénticos. Tienen los mismos genes, hablan de lo mismo pero no necesariamente igual.
C) División celular por mitosis.
A partir de la célula madre se obtiene dos células hijas idénticas entre si y idénticas a la madre.
En esta división hay división del núcleo y del citoplasma llamado cariocinesis.
Básicamente se duplica el ADN en cromosomas de dos cromatidas idénticas (hermanas) de la que cada una ira a una célula.
Fases de la mitosis:
- Profase: El ADN se condensa originando los cromosomas, que contienen información genética duplicada.
En el citoplasma se organiza un sistema de túmulos proteicos que constituyen el huso acromático.
Al final, la membrana nuclear desaparece y los cromosomas quedan libres.
- Metafase: Cada cromosoma se une a una fibra del huso acromático por una zona estrecha, llamada centrómero.
La unión se produce en la zona media del huso.
Se forma la llamada placa ecuatorial.
- Anafase: Las fibras del huso acromático se rompe por el plano ecuatorial y cada cromosoma queda en dos mitades o cromatidas.
Las fibras rotas se contraen y arrastran a las cromatidas hacia los polos celulares.
- Telofase: Cuando termina la emigración de las cromatidas, los restos de fibras desaparecen y se forman alrededor de cada grupo de cromatidas, una membrana nuclear. Se obtienen dos núcleos hijos idénticos que contiene la información genética de la célula madre.
Este tipo de división celular por mitosis para un organismo que sea unicelular es reproducción asexual.
Este tipo también produce la reproducción asexual de los pluricelulares que son primitivos.
Se produce a partir de una célula o de un grupo de células originadas por mitosis (solo un progenitor).
Su ventaja es que es muy rápida.
Se puede producir muchos descendientes en muy poco tiempo. Aprovecha rápidamente un recurso.
El inconveniente es que todos son idénticos, no cambian nunca, no evolucionan. Ejemplo: Bacterias.
Es la forma mas frecuente de división celular.
D) División celular por meiosis.
Tipo de división exclusivo de los organismos con reproducción sexual (mayor parte de los organismos).
Necesitan da la existencia de dos gametos de dos sexos distintos que se fusionan y dan lugar a un cigoto, que por sucesivas mitosis dan lugar al organismo completo.
Nuestros cromosomas son diploides, por eso, hace falta una división especial para que reduzca a la mitad el nº de cromosomas en los gametos, división reduccional.
La meiosis consiste en una duplicación y dos divisiones sucesivas.
Este tipo de división es diferente de la mitosis porque mientras que en ella se producía dos células idénticas, en la meiosis, las células resultantes son diferentes (evolución) que es la ventaja de la reproducción sexual.
Partimos de una célula diploide que al final de la interfase es tretaploide 4n y a partir de este momento empieza la división meiotica, donde encontramos la diferencia con la mitosis.
La primera división meiotica consta de las mismas etapas que cualquier mitosis.
Fases:
- Profase I: Cromosomas homólogos emparejados. Se llaman tétradas porque están formado de cuatro cromatidas, con estructura bivalente (dos cromosomas homólogos). Están unidas por unos enlaces llamados quiasma.
- Metafase I: Cada bivalente se sitúa en el ecuador del huso acromático, unido a los filamentos de este por su centrómero.
- Anafase I: Cada unos de los cromosomas homólogos. Con sus dos cromatidas, se dirigen hacia un polo distinto. De esta forma, los cromosomas paternos y maternos se distribuyen al azar, pero, en cada polo, siempre habrá solo una dotación de n cromosomas con dos cromatidas cada uno.
- Telofase I: Los dos núcleos hijos se originan por regeneración de las dos membranas nucleares.
Los cromosomas sufren una pequeña descondensacion y pasan a un estado de reposo o interfase, en la que no se produce la duplicación del ADN.
Las dos células que se forman en esta primera división meiotica ya son haploide, pero es precisa una segunda división para separar las cromatidas que permanecen unidas por el entrometo.
Cada una de las células obtenidas sufre otra división, que en este caso no es reductora y se asemeja a una mitosis normal.
CICLOS BIOLOGICOS:
Desde que aparece el cigoto hasta que se produce los gametos se produce la meiosis.
El lugar donde ocurre la meiosis hace que predomine las células haploide o diploides.
Existen tres tipos:
- Ciclo diplonte: Predomina la fase diploide y la meiosis ocurre antes de los gametos. (Animales , algas y algunos hongos)
- Ciclo haplonte: La meiosis ocurre después de la fecundación. Predomina la fase haploide. (Algas primitivas y muchos hongos)
- Ciclo diplohaplonte: Combinación de los dos anteriores. Gametos n que se fusionan y dan lugar a un cigoto 2n que se divide por mitosis y da lugar a un individuo adulto llamado esporofito. Por meiosis produce esporas n, estas se desarrollan formando un gametofito n donde se produce la fecundación.
Esto sucede en una zona intermedia entre la fecundación (reproducción alternante)
