Biología

Biología

Temario de Biología I. Conceptos generales importantes de la Biología A. Principios físicos y químicos que rigen a los seres vivos B. El Origen de la vida C. Biogénesis D. Teoría Celular E. Teoría de la Evolución Orgánica F. Teoría de los genes G. Diferencia entre sistemas vivientes y no vivientes II. Los Seres Vivos A. Las características de los seres vivos B. Organización de la vida (Explicación desde el nivel atómico molecular hasta la Biosfera) 1. Nivel atómico molecular 2. Nivel Celular 3. Nivel Histológico 4. Sistemas de órganos 5. Los organismos 6. El hábitat y el nicho ecológico 7. Comunidades, biomas y zonas de vida 8. Los ecosistemas 9. Biosfera III. La Célula A. Descripción de cada uno de sus orgánulos B. Metabolismo celular C. Procesos metabólicos 1. La fotosíntesis 2. El ciclo de Krebs D. El Ciclo Celular 1. Tipos de reproducción celular 2. La Interfase 3. Mitosis y sus fases

4. Meiosis 5. Fases de la Meiosis E. Herencia y evolución 1. Desarrollo de la Genética 2. Cromosomas y Genes 3. Genes y Alelos 4. Estructura y Función de los Genes 5. Fenotipo y Genotipo 6. Cálculo de la probabilidad de hechos genéticos.

7. La información genética del ADN 8. Constituyentes del ADN 9. Modelo de Watson-Crick del ADN 10. Síntesis del ADN 11. Transcripción: la síntesis del ARN 12. Síntesis de una Cadena Específica de Polipéptid 13. Cambios en los genes: mutaciones 14. Genes letales 15. Desarrollo embrionario desde la concepción hasta el nacimiento

I.

Conceptos Generales Importantes de la Biología A. Principios Físicos y Químicos que Rigen a los Seres Vivos

Principio básico: El nivel químico es el de organización más sencilla. Incluye las partículas básicas de toda la materia, es decir, los átomos, y sus combinaciones llamadas moléculas.

Un átomo es la unidad mínima de un elemento químico (sustancia fundamental) que posee propiedades características de dicho elemento. Lo átomos se combinan químicamente en moléculas, de tal manera que dos átomos de hidrógeno se combinan con una de oxígeno y forman una molécula de agua.

La vida evolucionó a partir de átomos y moléculas. En el nivel celular, se observa que muchas moléculas diversas se asocian y forman estructuras complejas y muy especializadas en las células llamadas organelos. La célula en sí es la unidad funcional y estructural básica vital, es decir, la parte más sencilla de materia viva que puede llevar a cabo todas las actividades necesarias para la vida.

En la mayor parte de los organismos multicelulares las células forman tejidos, como el tejido muscular en los animales. A su vez los tejidos están dispuestos a estructuras funcionales, llamadas órganos como el corazón en los en los animales o las raíces en las plantas. Cada grupo principal de funciones biológicas se ejerce por un grupo coordinado de tejidos y órganos llamado sistema o aparato orgánico.

Los sistemas o aparatos orgánicos funcionan juntos, de manera coordinada, con gran precisión y componen el complejo organismo multicelular.

Fundamentos químicos de la vida Todo lo que existe en la tierra se compone de átomos y moléculas. Los principios físicos y químicos que rigen los seres vivientes son los mismos que gobiernan los sistemas no vivientes o abióticos.

En los seres vivos, la organización, disposición y combinación de sus moléculas dan como resultados las propiedades y características por las cuales se manifiesta la vida. Todos los seres vivos son compuestos orgánicos e inorgánicos integrados y ordenados.

Los elementos son sustancias que no se pueden separar en otras más sencillas mediante las reacciones químicas ordinarias. La materia del universo se forma de 92 elementos naturales, que van desde el hidrógeno (que es el más ligero) hasta el uranio (que es el más pesado).

Atendiendo a su abundancia los elementos se pueden clasificar en: Bioelementos primarios: Aparecen en una proporción media aproximada del 96% de la materia viva, entre ellos tenemos: o2, n2, h2, c2, p y s. Estos elementos reúnen una serie de propiedades que los hacen adecuados para la vida.

Bioelementos secundarios: Aparecen en una proporción media próxima al 3.3% entre ellos están: ca, na, k, mg y cl desempeñando funciones de vital importancia en la fisiología celular.

Oligoelementos: Denominados también elementos vestigiales o micro constituyentes. Estos aparecen en la materia viva en proporción menor al 0.1%, pero también son esenciales para la vida, estos son: fe, mn, cu, zn, f, br, silicio, vanadio, cobalto, selenio, molibdeno y estaño.

Los elementos químicos que forman parte de la materia viva se denominan bioelementos, que en los seres vivos forman biomoléculas. Estos elementos se pueden clasificar en dos grandes grupos: orgánicos e inorgánicos. Los compuestos orgánicos por lo general son grandes y complejos, además que casi siempre contienen carbono (glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucléicos). Por su parte los compuestos en los que no aparece este elemento se llaman compuestos inorgánicos que son sustancias relativamente pequeñas y sencillas. Entre los compuestos inorgánicos de importancia biológica se encuentran: el agua, ácidos y bases sencillas y sales sencillas (sales minerales). También algunas sustancias o gases como el co2 y compuestos carbonados se consideran inorgánicas, aunque contengan carbono, así como oxígeno y el nitrógeno atmosférico.

El agua es indispensable para la vida El agua es la fuente de oxígeno en el aire que respiramos por intermedio del metabolismo vegetal, y sus átomos de hidrógeno se incorporan a muchos compuestos orgánicos en cuerpos de los seres vivos. También es el solvente de muchas reacciones biológicas y un reactivo o producto de numerosas reacciones químicas.

Las sales minerales: están constituidas por elementos como el calcio, sodio, potasio, cloro y magnesio. Estas sustancias se encuentran en pequeñas proporciones en los organismos vivos, pero son de vital importancia en procesos

de digestión, respiración y nutrición. Como las sales son solubles en agua, se encuentran con facilidad en casi todos los cuerpos de los seres vivos.

B. Origen de la Vida El origen de la vida es un problema difícil de explicar. A pesar de ello, el estado actual de la ciencia permite sugerir varias hipótesis válidas sobre cómo surgió la vida en la Tierra.

Creacionismo Es una teoría, inspirada en dogmas religiosos, que afirma que el mundo y los seres vivos han sido creados de la nada por la libre voluntad de un ser inteligente por un propósito divino. Por extensión el termino se aplica también a las opiniones o doctrinas religiosas o filosóficas que defienden que el origen del mundo hay que encontrarlo en la creación de un Dios personal, como ocurre en la religión judaica (el Bereshit) o islámica (sura 41); y que han dado lugar a los movimientos pseudo-científicos que se oponen al hecho evolutivo.

Se pueden distinguir varias subcorrientes dentro de esta teoría: 







El creacionismo clásico, el cual niega la teoría de la evolución biológica y sus pruebas científicas sobre el origen de la vida. Se hace una interpretación literal de los libros sagrados.

Creacionismo anti-evolución actual. Trata de utilizar fundamentos de carácter no religioso pertenecientes a las ciencias naturales contra la teoría de la evolución presentando pruebas fuera de su verdadero contexto y tergiversadas.

Creacionismo pro-evolución o evolución teísta. Cree en la existencia de un creador y un propósito, pero acepta que los seres vivos se han formado a través de un proceso se evolución natural.

Diseño inteligente. Presentado como la versión “light” del creacionismo, no suele hacer explicita su motivación religiosa. Defiende que dada la complejidad en el proceso de creación de la tierra y de los seres vivos ha tenido que intervenir un ser inteligente.

Generación Espontánea La generación espontánea es una teoría que sostenía que podían surgir seres vivos de materia inorgánica (sin vida) en un ambiente con condiciones de aire, calor y luz especiales. En 1968, Luis Pasteur hizo un experimento que refutó la generación espontánea, comprobando que un organismo sólo se genera a partir de otro ser vivo. De ahí surgió la pasteurización, que protege los alimentos de gérmenes.

Creencia profundamente arraigada desde la antigüedad ya que fue descrita por Aristóteles, luego sustentada y admitida por pensadores como Descartes, Bacon o Newton, comenzó a ser objetada en el siglo XVII. Hoy en día la comunidad científica considera que esta teoría está plenamente Panspermia La teoría de la panspermia plantea el origen cósmico de la vida. Es posible que la vida se originara en algún lugar del universo y llegase a la Tierra en restos de cometas y meteoritos. Recupera una vieja idea de Anaxágoras, enunciada en la antigua Grecia del s. VI a.C. El máximo defensor de la panspermia, el sueco Svante Arrhenius, cree que una especie de esporas o bacterias viajan por el espacio y pueden "sembrar" vida si encuentran las condiciones adecuadas. Viajan en fragmentos rocosos y en el polvo estelar, impulsadas por la radiación de las estrellas.

Hace 4.500 millones de años, la Tierra primitiva era bombardeada por restos planetarios del joven Sistema Solar, meteoritos, cometas y asteroides. La lluvia cósmica duró millones de años. Los cometas, meteoritos y el polvo estelar contienen materia orgánica. Las moléculas orgánicas son comunes en las zonas del Sistema Solar exterior, que es de donde provienen los cometas. También en las zonas interestelares. Se formaron al mismo tiempo que el Sistema Solar, y aún hoy viajan por el espacio.

Burbuja En la teoría de burbujas, el universo está formado por una matriz de burbujas de espacio bidimensional, (Telaraña Cósmica), con la topología del agujero negro y cuyo interior es un vacío absoluto, es decir, no hay lugares posibles ni existe el tiempo. Esta teoría predice la existencia de los túneles negros, similares a los agujeros de gusano...que bien podrían ser autopistas para OVNIS. Las olas que rompen en las costas crean una delicada espuma compuesta por burbujas. Los vientos que barren el océano tienen tendencia a llevar cosas a la costa, de forma similar a la madera que se junta a la deriva en una playa. Es posible que las moléculas orgánicas se pudieran concentrar en los bordes costeros de un modo parecido. Las aguas costeras más someras también tienden a ser más cálidas, concentrando más tarde las moléculas orgánicas por evaporación.

Mientras las burbujas formadas mayormente por agua estallan rápidamente, sucede que las burbujas de grasas son mucho más estables, dándole más tiempo a cada burbuja en particular para llevar a cabo estos cruciales experimentos.

Los fosfolípidos son un buen ejemplo de un compuesto graso que se cree que fue prevalente en los mares prebióticos. Debido a que los fosfolípidos contienen una cabeza hidrofóbica en un extremo y una cola hidrofilia en el otro, tienen tendencia a formar espontáneamente bicapas lipídicas en agua. Una burbuja de mono capa lipídica sólo puede contener grasa y una burbuja de bicapa lipídica sólo puede contener agua y fue un probable precursor de las modernas membranas celulares.

Si una proteína acaba incrementando la integridad de su burbuja nodriza, entonces la burbuja tiene una gran ventaja y acaba situándose en la cúspide de la selección natural.

La primitiva reproducción se podría visualizar cuando las burbujas estallaban, liberando el resultado del experimento en su medio circundante. Una vez que se libera una cantidad suficiente del «material correcto», el desarrollo de los primeros procariotas, eucariotas y organismos multicelulares se podía lograr.

De modo similar, las burbujas formadas completamente por moléculas similares a proteínas, llamadas micro esferas, se formarían espontáneamente bajo las condiciones adecuadas. Pero no hay precursores probables de las modernas membranas celulares, puesto que las membranas celulares están compuestas primariamente de componentes lipídicos más que de componentes aminoaciditos.

Químico - Sintético Es la teoría creada por Oparin y Haldane, quienes admiten que la atmósfera primitiva de la tierra estaba constituida por una mezcla de gases muy rica en hidrógeno y pobre en oxígeno. Los elementos biogenéticos, carbono, hidrógeno y oxígeno, estaban combinados con el hidrógeno formando metano (ch4), amoníaco (nh3) y agua (h2o). Los compuestos mencionados, presentes en mezclas sometidas a la acción de las radiaciones ultravioletas, dieron origen a la formación de moléculas orgánicas tales como azúcares y aminoácidos.

La energía necesaria para formar dichas moléculas pudo ser la radiación ultravioleta u otras formas de energía, como las descargas eléctricas, la radiactividad o el calor de las erupciones volcánicas.

Se admite que este proceso debió realizarse en el agua, ya que hace 4.000 millones de años, no existía en la atmósfera la capa de ozono que filtra las radiaciones ultravioletas cuyo efecto directo sobre los seres vivos es letal. Se considera que el agua de los océanos primitivos sirvió como filtro permitiendo el desarrollo de las moléculas prebióticas (coacervados).

Urey y Miller: las teorías de Oparin y haldane fueron comprobadas por Urey y Miller que colocaron en un recipiente una mezcla de agua, amoníaco, metano e

hidrógeno y la sometieron a descargas eléctricas de alto voltaje o a las radiaciones ultravioletas al mismo tiempo que hacían circular vapor de agua. Luego de un tiempo observaron en el agua la formación de aminoácidos y azúcares sencillos; se demostró de esta manera la formación de materia orgánica a partir de la inorgánica.

Urey y Stanley Miller fueron los creadores del dispositivo que recreó la atmósfera primitiva, de la cual trajo como resultado la formación de aminoácidos.

C. Biogénesis Simula de una forma visual los procesos involucrados en la evolución de los organismos unicelulares en la naturaleza. Intenta ser una aproximación didáctica a las ideas de mutación o evolución.

Los elementos biogenéticos (bio = vida; génesis= origen o formación) son aquellos que intervienen en la conformación de los seres vivos, entre ellos están carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

Los principales grupos de compuestos orgánicos en los seres vivos son: los lípidos, carbohidratos, proteínas y ácidos nucleídos. El carbono tiene propiedades químicas que lo hacen muy importantes en los seres vivos.

El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro e insípido; es más ligero que el aire y es muy activo químicamente, es decir, puede reaccionar con la mayoría de los elementos y compuestos químicos. Forma parte de todos los compuestos orgánicos, junto con el carbono.

El oxígeno es un gas muy importante para la mayoría de os seres vivos, pues resulta indispensable para la respiración. Se encuentra en una proporción del 21% en el aire. Las reacciones en las que el oxígeno se encuentra presente se llaman oxidaciones, además el oxígeno es un gas que ayuda a la combustión de las sustancias y forma parte de gran cantidad de los compuestos orgánicos.

El nitrógeno también es muy importante para la vida porque se encuentra en todas las composiciones de las proteínas. En la naturaleza, se encuentra de forma libre como parte del aire atmosférico, o combinado en forma de sales, llamados nitratos que se hallan principalmente en el suelo. El nitrógeno de estas sales lo utilizan los vegetales para formar proteínas.

D. Teoría celular La teoría celular establece que: Todo ser vivo está formado por una o más células. La célula es lo más pequeño que tiene vida propia: es la unidad anatómica y fisiológica del ser vivo.

Toda célula procede de otra célula preexistente. El material hereditario pasa de la célula madre a las hijas.

La célula es la unidad más pequeña de materia viva, capaz de llevar a cabo todas las actividades necesarias para el mantenimiento de la vida. Tiene todos los componentes físicos y químicos necesarios para su propio mantenimiento, crecimiento y reproducción.

El concepto unificador de que todas las células son la unidad fundamental de todos los seres vivos, forma parte de la teoría celular. Dos científicos alemanes: el botánico matthias schleiden en 1838 y el zoólogo theodor schwann en 1839 fueron los primeros en señalar que las plantas y los animales se componen de grupos de células y que la célula es la unidad básica de los organismos vivos.

En 1855, rudolph virchow amplió la teoría celular y afirmó que se forman nuevas células solo por división de preexistentes. Dicho de otra manera, las células no surgen por generación espontánea proveniente de materia inanimada, como lo pensaba aristóteles. Hacia 1880, otro famoso biólogo, august weismann, expresó que todas las células de hoy, tienen antecesoras que se remontan de tiempos antiguos. La prueba de que todas las células vivas actuales tienen un origen común, radica en las similitudes básicas de sus estructuras y las moléculas que se componen.

Existen células procariotas y eucariotas.

Las células procariotas No poseen núcleos u órganos dentro de las membranas. Las especies archaea y eubacterias poseen células procariotas.

Las células eucariotas Tienen un núcleo y órganos cubiertos por membranas. Cada órgano tiene una función específica. Todas las especies en el dominio de las eucariotas (protistas, hongos, plantas y animales) tienen eucariotas. Los protozoarios individuales son pequeños y tienen una sola célula, mientras que una planta o animal tienen trillones de células.

E. Teoría de la Evolución Orgánica La moderna teoría de la evolución surgió en los años treinta y cuarenta como síntesis de los conocimientos genéticos y del concepto darwiniano de selección natural. Esta teoría de la evolución ha invadido progresivamente todas las disciplinas biológicas y ha contribuido a su desarrollo y enriquecimiento.

Origen de las especies Ideas evolutivas pre-darwinianas    

Antes del siglo xviii se explicaba el origen de las especies sobre basamentos mitológicos, supersticiones, creencias no científicas.

La idea de la creación no dejaba lugar para explicar que las especies podían cambiar.

Algunos filósofos griegos desarrollaron ideas tempranas sobre cambio evolutivo.

No hubo mayores cambios en las ideas en el siglo xviii todo dominado por las ideas creacionistas.

La primera explicación científica de la evolución    

Jean b. Lamarck reconoce a los fósiles como restos de organismos extinguidos.

En 1809 propone la herencia de los caracteres adquiridos como un mecanismo para el cambio evolutivo.

Los individuos transforman sus características produciendo así eventos evolutivos.

La teoría fue rechazada debido a las evidencias genéticas de la herencia cromosómica.

Darwin realizó un viaje por las islas galápagos en donde fue el comienzo de toda su teoría, cuando volvió a Inglaterra recién 3 años después publica las crónicas del viaje y tardo 20 años más en publicar su teoría.

En 1858 Darwin recibió un manuscrito de un colega Alfred Russel Wallace para evaluarlo, Wallace había llegado a similares conclusiones que Darwin.

En noviembre de 1859 Darwin publica su libro “el origen de las especies por medio de la selección natural” y podemos decir que es el comienzo de la biología moderna. En el libro se proponen dos ideas básicas: 

Las especies no fueron creadas en su forma presente y evolucionaron de especies ancestrales.



La evolución es producida por un mecanismo llamado selección natural.

En las poblaciones hay individuos distintos unos de otros: variabilidad. Por las variaciones cada organismo tiene distintas capacidades para adaptarse a su medio, reproducirse exitosamente y transmitir sus rasgos a su descendencia. La naturaleza selecciona las especies mejor adaptadas para sobrevivir y reproducirse.

La debilidad de la teoría de Darwin desapareció entre 1920 y 1930 cuando se aplicaron las “Leyes de Mendel” para explicar el origen de la variabilidad genética.

La teoría sintética de la evolución neodarwinismo fue formulado en la década del 30 y el 40 (siglo xx) por científicos tales como G. G. Simpson, Mayr, Huxley, Dobzhansky y se caracteriza por:   

Un rechazo de la herencia de los caracteres adquiridos.

La ratificación de los gradualismos en la revolución.

El reconocimiento del mecanismo de la selección natural con sus dos fases actualizadas.

1. Producción de mutaciones cromosómicas o variabilidad genética.

2. Selección de los portadores de dotación genética más favorable para hacer frente a las presiones ecológicas.

La teoría sintética de la evolución conoce 5 procesos básicos: 1.

2.

3.

4.

5.

Mutación genética.

Recombinación génica.

Cambio en la estructura y número de cromosomas.

Selección natural.

Aislamiento reproductivo.

Teoría publicada por Stephen Jay Gould y Niels Eldredge en 1972 “la evolución no es gradual y continúa en el tiempo, sino que produce saltos”.

Para Gould y Eldredge la macro y micro evolución son fenómenos diferentes, son dos niveles semi independientes en la evolución biológica.

Macroevolución – microevolución Microevolución: se refiere a la aparición incesante de pequeñas modificaciones en las poblaciones salvajes o domésticas o en las poblaciones de animales de laboratorio que van acumulando con el pasar de los años.

Macroevolución: se refiere a la génesis de los grupos taxonómicos de rango elevado (familia, orden, clase…) el problema fundamental de la macroevolución consiste en explicar cómo se producen las modificaciones de gran amplitud.

F. Teoría de los genes Al afirmar que un nuevo organismo se genera por la unión de un óvulo y espermatozoide, se hizo la gran pregunta: ¿cómo eran transferidas características de los padres a sus hijos mediante partículas de materia viva? naturalista charles Darwin tenía la idea de que algún tejido u órgano de padres contenía un tipo de modelo que se adhería en el óvulo o en espermatozoide, así iría de generación a generación.

un las El los el

En el año 1889, el biólogo alemán Augusto Weismann, creó una teoría llamada “continuidad del plasma germinativo”, en el cual se explica como una célula germinal (óvulo – espermatozoide) puede mantener las tendencias hereditarias de todo el organismo; la explicación es que estas células germinales provienen de las células germinales de los padres. Además de que el somatoplasma (protoplasma donde se encuentran las células somáticas) es distinto al plasma germinal, siendo inmune al somatoplasma y a influencias externas. A través de lo cual comprendió antes de que se descubrieran los cromosomas que la herencia supone la transferencia de formaciones moleculares particulares de una generación a otra.

En algunos invertebrados es manifiesta la continuidad del plasma germinativo de una generación a otra, pues desde las primeras etapas de la división, una célula puede distinguirse como la precursora de las germinativas; haciendo posible seguir sus descendientes hasta el ovario o el testículo. Al conocer bien los cromosomas y genes se observó que la continuidad genética de una generación a otra se halla en los cromosomas, los cuales se encuentran en cada célula.

En el año 1909, W.E Castle y J.C Philips hicieron una demostración de las células germinativas, donde se obtuvo el resultado de que las células somáticas no influencian a las germinativas. Tomaron los ovarios de una cobaya blanca y le implantaron el ovario de una cobayo negra, después de aparear al animal con un cobayo blanco, toda la camada resulto negra. De ahí salieron las leyes de Mendel.

Teoría cromosómica de la herencia mendeliana Leyes de Mendel son principios de la transmisión hereditaria de las características físicas. Se formularon en 1865 por el monje agustino Gregor Joham Mendel.

   

Leyes de Mendel Ley de la uniformidad.

Ley de segregación de caracteres.

Ley de asociación independiente de caracteres.

Ley de la uniformidad: explica la dominancia de un carácter sobre otro pero no incide en la transmisión de caracteres distintos.

Establece que si se cruzan dos razas puras (homocigotos): los descendientes (híbridos) de la primera generación serán: todos iguales entre sí (igual fenotipo e igual genotipo).

Cruce de una variedad pura de plantas de arvejas que producían las semillas amarillas y con una variedad que producía las semillas verdes. Siempre se obtiene plantas con semillas amarillas. ley de la uniformidad también se cumple cuando un determinado gen dé lugar a una herencia intermedia y no dominante.

Ley de la segregación Establece que durante la formación de los gametos, cada alelo de un par se separa del otro miembro para determinar la constitución genética del gameto hijo.

Mendel cruzó diferentes variedades de semillas de individuos heterocigotos (diploides con dos variantes alélicas del mismo gen: aa)

Los dos alelos, que codifican para cada característica, son segregados durante la producción de gametos. Esto significa que cada gameto va a contener un solo alelo para cada gen. Lo cual permite que los alelos materno y paterno se combinen en el descendiente, asegurando la variación.

Otros casos para la ley de la segregación En el caso de los genes que presentan herencia intermedia. también en este caso se manifiestan los alelos para el color rojo y blanco, que permanecieron ocultos en la primera generación filial.

Cruzamiento prueba Sirve para diferenciar el individuo homo del heterocigótico. Consiste en cruzar el fenotipo dominante con la variedad homocigota recesiva (aa).

Si es homocigótico, toda la descendencia será igual, en este caso se cumple la primera ley de Mendel. Si es heterocigótico, en la descendencia volverá a aparecer el carácter recesivo en una proporción del 50 por ciento.

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.

Cada uno de ellos se transmite siguiendo las leyes anteriores con independencia de la presencia del otro carácter

Cruce de plantas de arvejas de semilla amarilla y lisa con plantas de semilla verde y rugosa (homocigóticas ambas para los dos caracteres). Las semillas obtenidas

en este cruzamiento eran todas amarillas y lisas, cumpliéndose así la ley de la uniformidad para cada uno de los caracteres considerados. las plantas obtenidas y que constituyen la f1 son dihíbridas (aabb).

G. Diferencia entre sistemas vivientes y no vivientes Sistemas vivientes Es un organismo de alta complejidad que nace, crece, alcanza la capacidad para reproducirse y muere. Estos organismos están formados por una gran cantidad de átomos y de moléculas que constituyen un sistema dotado de organización y en constante relación con el entorno.

Los seres vivos pueden funcionar con autonomía durante toda su existencia y recién sufren la pérdida de sus propiedades estructurales al morir. Estos seres están formados por células, en cuyo interior tienen lugar diversas reacciones químicas que las enzimas se encargan de catalizar.

Sistemas no vivientes: Son todos aquellos conformados por la naturaleza. Es el caso de las rocas, el agua, el aire, etc. Y los seres inertes artificiales, los cuales tienen como característica principal, haber sido fabricados por seres humanos.

Entre los elementos abióticos naturales más importantes están el agua, la luz, el aire y los minerales, entre otros.

Carácter

Seres vivientes

Seres no vivientes

Forma y tamaño

Definido

Indefinido

Organización

Complejo, con niveles de Simples, sin organización organización.

Movimiento

Presente

Ausente

Metabolismo

Con metabolismo

Sin metabolismo

Irritabilidad

Irritables

No irritables

niveles

de

Reproducción

Se reproducen

No se reproducen

Crecimiento

Intususcepción (crecimiento interno)

Yuxtaposición (crecimiento externo)

Renovación

Renuevan su materia

No remueven su materia

Adaptación

Presente

Ausente

ll. Los Seres Vivos A. Las características de los seres vivos Irritabilidad Es la capacidad de un organismo o de una parte del mismo para identificar un cambio negativo en el medio ambiente y poder reaccionar. Permite que un organismo identifique un cambio negativo en el medio ambiente y reaccione ante dicha alteración. Esta respuesta puede tener efectos patológicos o fisiológicos. La irritabilidad está considerada como una capacidad homeostática de los seres vivos para responder ante estímulos que dañan su bienestar o su estado natural.

Gracias a esta capacidad, los seres vivos logran adaptarse a los cambios y garantizan su supervivencia. 

Tactismo: consiste en el movimiento de traslación, acercamiento o de alejamiento del estímulo que lo activó.



Mimetismo: es una habilidad que ciertos seres vivos poseen para asemejarse a otros organismos.



Fototropismo: hace referencia al crecimiento de la planta hacia la fuente de la luz.



Geotropismo: movimiento de orientación de un organismo cuyo factor predominante es la fuerza de gravedad.

ya

sea

de

Homeostasis Es una propiedad de los organismos vivos 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.



Difusión: movimiento semipermeable.



Ósmosis: fenómeno físico relacionado con el movimiento de un solvente a través de una membrana semipermeable.



Diálisis: proceso por el cual se extraen las toxinas y el exceso de agua de la sangre.

de

solutos

a

través

de

una

membrana

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

Nutrición: es el proceso en el que los organismos asimilan los alimentos y líquidos necesarios.



Respiración: proceso que consiste en la entrada de oxígeno al cuerpo de un ser vivo.



Excreción: proceso que le permite al organismo eliminar sustancias de desecho y tóxicas para el cuerpo.

Crecimiento Se conoce como crecimiento al aumento irreversible de tamaño que experimenta un organismo por la proliferación celular (incremento del número de células por división celular). Esta proliferación produce estructuras más desarrolladas que se encargan del trabajo biológico. Implica un aumento del número y del tamaño de las células. El fenómeno se produce gracias a la asimilación de los nutrientes: sin nutrientes, el crecimiento es defectuoso o nulo. Las hormonas también son protagonistas del proceso de crecimiento ya que se encargan de acelerar o inhibir la división celular. Entre las principales hormonas que contribuyen al crecimiento de los seres humanos, se encuentran: 

Estrógeno: producida en los ovarios de la mujer, ayuda al desarrollo de las glándulas mamarias.



Corticosterona: acelera el metabolismo.



Somatotropina: regula el desarrollo corporal y el crecimiento de los huesos.



Testosterona: activa y mantiene los caracteres sexuales externos del hombre.

Reproducción Proceso biológico que permite la creación de nuevos organismos, siendo una característica común de todas las formas de vida conocidas. Las modalidades básicas de reproducción se agrupan en dos tipos, que reciben los nombres de asexual o vegetativa y de sexual o generativa. 

Sexual: la reproducción sexual información genética de los descendientes, está conformada por el aporte genético de ambos progenitores.



Espermatogénesis: proceso que se lleva a cabo en los testículos, que son las glándulas sexuales masculinas.



Ovogénesis: es el desarrollo y diferenciación del gametocito femenino.



Asexual: consiste en que de un ser vivo ya desarrollado se desprende una sola célula y forman un individuo completo.



Gemación: división desigual, consiste en la formación de prominencias sobre el individuo progenitor y al crecer origina nuevos seres.



Bipartición: división de una cosa en dos partes.



Esporulación: tiene como medios de reproducción esporas y endosporas.



Fragmentación: división asexual animal, por el cual un individuo se divide en dos o más trozos.

Adaptación Los seres vivos se adaptan al medio en que viven para asegurar la supervivencia de la especie. Esto ha permitido la proliferación de distintas formas de vida en los ambientes terrestres y acuáticos. La clave de la diversidad de los seres vivos en el planeta es la adaptación a los factores abióticos como la temperatura, la luz, la humedad; y a los factores bióticos, representados por la acción de los otros organismos.

La adaptación es el proceso por el cual un organismo desarrolla la capacidad para sobrevivir en determinadas condiciones ambientales. Dicha capacidad de supervivencia puede ser una característica física o un cambio de conducta que se transmite de generación en generación.

Movimiento Función que permite a los seres vivos moverse.

-

Locomoción: es el movimiento que permite que el sujeto se desplace y además de adquirir de posición cambien de lugar.

-

Ciclosis: es un movimiento permanentemente giratorio, regular o irregular del citoplasma.

B. Organización de la vida Niveles de organización      

Atómico molecular Celular Tisular Órganos Sistemas Organismos

    

Comunidad Nicho ecológico.

Hábitat.

Ecosistemas Biosfera

La biología se ocupa de analizar jerarquías o niveles de organización que van desde las célula a los ecosistemas y la biosfera. Este concepto implica que en el universo existen diversos niveles de complejidad.

Para una mayor comprensión, partiendo desde la materia no viva, en orden ascendente se mencionaran los principales niveles de organización:

1. Nivel Molecular Es el nivel abiótico o de la materia no viva.

En este nivel molecular se distinguen cuatro subniveles: - subnivel subatómico: lo constituyen las partículas subatómicas; es decir, los protones, electrones y neutrones.

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

- subnivel molecular: constituido por las moléculas o por unidades materiales formadas por la agrupación de dos o más átomos mediante enlaces químicos.

- subnivel macromolecular: está constituido por los polímeros que son el resultado de la unión de varias molécula.. La unión de varias macromoléculas da lugar a asociaciones macromoleculares.

2. Nivel Celular Incluye a la célula, unidad anatómica y funcional de los seres vivos. La más pequeña unidad estructural de los seres vivos capaz de funcionar independientemente.

Se distinguen dos tipos de células: 

Las células procariotas: son las que carecen de envoltura nuclear y, por lo tanto, la información genética se halla dispersa en el citoplasma, aunque condensada en una región denominada nucleoide.



Las células eucariotas: son las que tienen la información genética rodeada por una envoltura nuclear, que la aísla y protege, y que constituye el núcleo.

Nivel pluricelular u orgánico: Incluye a todos los seres vivos constituidos por más de una célula. En los seres pluricelulares existe una división de trabajo y una diferenciación celular alcanzándose distintos grados de complejidad creciente: - Tejidos: es un conjunto de células muy parecidas que realizan la misma función y tienen el mismo origen.

- Órganos: grupo de células o tejidos que realizan una determinada función.

- Sistemas: es un conjunto de varios órganos parecidos que funcionan independientemente y están organizados para realizar una determinada función.

- Aparatos: conjunto de órganos que pueden ser muy distintos entre sí, pero cuyos actos están coordinados para constituir una función.

- Nivel de población: los seres vivos generalmente no viven aislados, sino que se relacionan entre ellos.

- Una población es un conjunto de individuos de la misma especie, que viven en una misma zona en un momento determinante y que se influyen mutuamente.

- Una comunidad es la relación entre grupos de diferentes especies.

- Biósfera: la suma de todos los seres vivos tomados en conjunto con su medio ambiente.

3. Nivel Histológico Es la agrupación de células con una estructura determinada que realizan una función especializada, vital para el organismo.

El tejido del cuerpo animal caracterizado por su capacidad para contraerse, por lo general en respuesta a un estímulo nervioso. La unidad básica de todo músculo es la miofibrilla, estructura filiforme muy pequeña formada por proteínas complejas.

Cada célula muscular o fibra contiene varias miofibrillas, compuestas de miofilamentos de dos tipos, gruesos y delgados, que adoptan una disposición regular. Cada miofilamento grueso contiene varios cientos de moléculas de la proteína miosina. Los filamentos delgados contienen dos cadenas de la proteína actina. Las miofribrillas están formadas de hileras que alternan miofilamentos gruesos y delgados con sus extremos traslapados. Durante las contracciones musculares, estas hileras de filamentos interdigitadas se deslizan una sobre otra por medio de puentes cruzados que actúan como ruedas. La energía que requiere este movimiento procede de mitocondrias densas que rodean las miofibrillas.

Los tejidos animales adquieren su forma inicial cuando la blástula, originada a partir del óvulo fecundado, se diferencia en tres capas germinales: ectodermo, mesodermo y endodermo. A medida que las células se van diferenciando (histogénesis), determinados grupos de células dan lugar a unidades más especializadas para formar órganos que se componen, en general, de varios tejidos formados por células con la misma función.

Se pueden distinguir cuatro tipos básicos de tejidos: epitelial, conectivo, muscular y nervioso.

4. Sistema de órganos.

Un sistema es un módulo de componentes ordenados que se encuentran interrelacionados y que desarrollan interacciones entre sí. Los elementos que componen un sistema pueden ser conceptos abstractos u objetos materiales. órgano, por su parte, es un concepto con varios usos. En este caso nos interesa su acepción como el conjunto de tejidos que tienen una misma función y que forman una cierta estructura.

Se llama sistema de órganos al conjunto de órganos que trabajan de manera coordinada para desarrollar diversas funciones. Cada especie cuenta con un número variable de sistemas de órganos.

5. Los organismos Entendemos por organismos a todos los seres vivos que componen los diferentes espacios del planeta tierra y que pueden variar enormemente en forma, características y elementos primordiales, pasando de microorganismos a gigantescos animales de más de cien metros de largo. Todos los organismos suponen la presencia de materia así como también una interacción permanente entre el interior y el exterior o medio ambiente a través de diverso tipo de relaciones biológicas.

Los organismos se caracterizan por ser unicelulares o pluricelulares, estando los primeros compuestos sólo de una célula y los segundos de varias a millones de ellas. En este sentido, podemos mencionar varios tipos de organismos de acuerdo a su complejidad: las arqueas (que no poseen membrana celular y son por tanto más simples), las bacterias, los protozoos (por lo general unicelulares), los hongos, las plantas y, finalmente, los animales (los más evolucionados de todos los organismos vivos).

Algunas de las capacidades más importantes de cualquier tipo de organismo es en primer término la organización (aquella que hace que se compongan de una o varias células), la irritabilidad (o respuesta inmediata a los estímulos del exterior), la homeóstasis (o mantenimiento de un orden interno más o menos permanente), el desarrollo (o transformaciones generadas a partir de la evolución), al metabolismo (que es la capacidad de alimentarse y consumir energía para desarrollarse), la reproducción (básicamente para la supervivencia), y por último la adaptación (que le permite sortear diferentes situaciones).

Los organismos que tienen lugar en nuestro planeta tierra son los que le dan su característica de único espacio conocido donde se puede desarrollar la vida. Estos organismos requieren un permanente contacto con el medio que los rodea y desarrollan con y a través la misma diferente forma, fenómenos y cambios que los llevan a su evolución o eventual desaparición (si fracasan en su adaptación).

6. Hábitat y Nicho Ecológico Hábitat es el lugar físico en que vive el organismo, ya sea en la tierra, en el suelo o en el agua. Podemos hablar de áreas tan amplias como el mar o un bosque o tan restringidas como una piedra. el concepto de nicho ecológico es más amplio, pues incluye el espacio físico y, por sobre todo, la función desempeñada por el organismo en el ecosistema. Algunos autores también incluyen en el concepto: las adaptaciones, uso de recursos y estilo de vida del organismo, y asumen que implica numerosas dimensiones.

Se deduce entonces que organismos de distintas especies pueden compartir el hábitat, pero que es prácticamente imposible que coincidan en el mismo nicho ecológico. De ser así, se comienza a establecer un fenómeno de exclusión competitiva o una de las especies deberá cambiar su nicho.

Se reconocen un nicho realizado, que lo constituyen el tipo de vida y todos los recursos que un organismo realmente utiliza, y el nicho fundamental que corresponde a todo lo que potencialmente puede ocupar. El nicho realizado puede ver restringida su expresión por ciertos factores que pueden estar en escasez o en exceso, vale decir que depende de los límites de tolerancia a las variaciones de los factores ambientales dentro de las cuales un individuo o una especie pueden sobrevivir (euri o esteno).

7. Comunidades, biomas y zonas de vida Comunidad biológica.

Los seres vivíos que viven en un ecosistema determinado forman la comunidad biológica del mismo .

Las comunidades biológicas están formadas por: Las plantas: son seres vivos capaces de fabricar su propio alimento. Purifican el aire y sirven de cobijo y alimento a otros seres.

Los animales: se alimentan de plantas y de otros seres vivos.

Los hongos: son los seres vivos que se alimentan de los restos de otros seres

vivos. No son ni animales ni plantas.

Los seres humanos también formamos parte de la comunidad biológica de los ecosistemas. Somos seres inteligentes y tenemos la responsabilidad de cuidar y proteger a los demás miembros del ecosistema. todos los seres de una comunidad biológica se alimentan unos de otros y dependen entre sí: forman una cadena alimentaria.

Biomas Los biomas (zonas bioclimáticas) son unas divisiones apropiadas para organizar el mundo natural debido a que los organismos que viven en ellos poseen constelaciones comunes de adaptaciones, particularmente al clima de cada una de las zonas y a los tipos característicos de vegetación que se desarrollan en ellos.

Tipos de biomas en el mundo

Tundra

Agua dulce

Desierto

Pastizales

Taiga

Océanos

Selva tropical

Sabanas

Chaparral

Bosques templados

Arrecifes de coral

Humedales

Zonas de vida Unidad ecológica determinada, definida por holdridge (1967) como elemento fundamental de su sistema de clasificación de zonas de vida del mundo. Las zonas de vida se basan en la temperatura (biotemperatura media anual), la humedad (precipitación total por año) y la evapotranspiración potencial (etp) de los diferentes lugares en el mundo. Cada zona de vida presenta asociaciones vegetales características que se usan como indicadores de la zona.

8. Los ecosistemas El ecosistema es el conjunto de especies de un área determinada que interactúan entre ellas y con su ambiente abiótico; mediante procesos como la depredación, el parasitismo, la competencia y la simbiosis, y con su ambiente al desintegrarse y volver a ser parte del ciclo de energía y de nutrientes. Las especies del ecosistema, incluyendo bacterias, hongos, plantas y animales dependen unas de otras. Las relaciones entre las especies y su medio, resultan en el flujo de materia y energía del ecosistema.

El significado del concepto de ecosistema ha evolucionado desde su origen. El término acuñado en los años 1930s, se adscribe a los botánicos ingleses roy clapham (1904-1990) y sir arthur tansley (1871-1955). En un principio se aplicó a unidades de diversas escalas espaciales, desde un pedazo de tronco degradado, un charco, una región o la biosfera entera del planeta, siempre y cuando en ellas pudieran existir organismos, ambiente físico e interacciones.

Más recientemente, se le ha dado un énfasis geográfico y se ha hecho análogo a las formaciones o tipos de vegetación; por ejemplo, matorral, bosque de pinos, pastizal, etc. Esta simplificación ignora el hecho de que los límites de algunos tipos de vegetación son discretos, mientras que los límites de los ecosistemas no lo son. A las zonas de transición entre ecosistemas se les conoce como “ecotonos”.

9. Biosfera La biosfera es la parte de la tierra en la que habitan los organismos vivos. Es una capa delgada sobre la superficie del planeta, de irregular grosor y densidad. La biosfera está afectada por la posición y los movimientos de la tierra en relación con el sol y por los movimientos del aire y del agua sobre la superficie de la tierra.

Estos factores provocan grandes diferencias de temperatura y precipitaciones en diferentes regiones. También hay diferencias en las superficies de los continentes, tanto en composición como en altitud. Estas diferencias se reflejan en las especies vegetales y animales que se encuentran en las distintas regiones de la biosfera.

La biosfera se extiende aproximadamente entre 8 y 10 km por encima del nivel del mar y varios metros por debajo del nivel del suelo, hasta donde pueden penetrar las raíces, pero persiste hasta mucho más allá, ya que se han encontrado bacterias en grietas de las rocas en profundidades de hasta 1 kilómetro. Según la llamada hipótesis gaia, la vida se puede interpretar como un único sistema autorregulado que mantiene la temperatura, la composición de la superficie de la tierra y de la atmósfera a través de mecanismos de retroalimentación. La aparición de la vida creó condiciones adecuadas que dieron lugar a la diversificación de sí misma sobre la tierra. Es un fenómeno automantenible a escala planetaria, tanto en el tiempo como en el espacio. Una vez establecida firmemente en el planeta, se

extendió por toda su superficie y probablemente sólo desaparecerá cuando el planeta sufra un cambio cósmico trascendental o cuando se acabe la fuente original de energía.

lll. La Célula A. Descripción de cada uno de sus orgánulos Se divide en orgánelos membranosos y no membranosos.

Orgánelos Membranosos: se dividen en rodeados por dos membranas y rodeados por una membrana.

Rodeados por dos membranas: -

Núcleo: Posee poros que son muy importantes ya que por ahí pueden salir sustancias del interior del núcleo.

-

Mitocondrias: Su función es producir la energía útil para la célula, que se manifiesta en forma de una molécula llamada ATP, esto lo hace a través de una reacción química donde entran glucosa y O2 y sale CO2 + H2O + ATP. Esta reacción se llama respiración celular.

-

Cloroplastos: Su función es participar en la fotosíntesis. Los cloroplastos tienen pigmentos que ayudan a la luz.

Rodeados por una membrana -

Aparato de Golgi: Su función principal es ensamblar y organizar las sustancias producidas en el retículo endoplásmico liso y rugoso para que maduren y sean enviados a sus vesículas correspondientes.

-

Retículo endoplásmico: Su función es producir lípidos o grasas y destoxificargrogas. Su función es producir proteínas.

-

Lisosomas: Su función es destruir sustancias, organelos envejecidos e incluso células que hacen la digestión de la célula.

-

Peroxisomas: Su función es transformar sustancias toxicas en no toxicas.

-

Vacuolas: Almacenan sustancias. Guardan el agua, nutrientes y desechos.

Organelos no membranosos -

Ribosomas: Su función es participar en la síntesis o fabricación de proteínas para la célula.

-

Centriolos: Su función es participar en la división celular, también ayuda a los cromosomas a organizarse en la división celular.

-

Citoesqueleto: Su función es dar un sostén o sustrato a los organelos celulares.

B. Metabolismo celular Es la suma de todas las reacciones físicas y químicas que suceden en el interior de las células que permiten realizar todas las funciones primordiales para la vida, tales como respirar, moverse, crecer, reproducirse, realizar la digestión y reaccionar ante estímulos. A partir de estos procesos metabólicos los individuos intercambian materia y energía con el medio que los rodea.

C. Procesos metabólicos Son aquellos procesos involucrados en la transformación de la materia en energía, comprende dos etapas: anabolismo, etapa de construcción o producción y el catabolismo, etapa de degradación, lisis o destrucción. Es anabólica o catabólica, las reacciones anabólicas que transforman la materia para la construcción de elementos celulares, o para la sustitución de estos cuando están dañados o envejecidos.

1. La Fotosíntesis La fotosíntesis consiste en la fabricación de alimentos por medio de la luz, a partir del agua, las sales minerales y el dióxido de carbono, desprendiendo oxígeno. Se realiza por el día porque es imprescindible para que se realice la luz del sol. La fotosíntesis tiene lugar en las hojas. El tallo lleva a las hojas la sabia y recoge la savia elaborada.

2. El Ciclo de Krebs Es un ciclo metabólico de importancia fundamental en todas las células que utilizan oxigeno durante el proceso de respiración celular. El ciclo de krebs es el anillo de conjunción de las rutas metabólicas responsables de la degradación y desasimilación de los carbohidratos, las grasas y las proteínas en anhídrido carbónico y agua, con la formación de energía química. El ciclo de krebs es una ruta metabólica anfibolica, ya que participa tanto en procesos catabólicos como anabólicos. Este ciclo proporciona muchos precursores para la producción de algunos aminoácidos.

D. El Ciclo Celular 1. Tipos de Reproducción Celular El ciclo celular es la secuencia de procesos en la vida de una célula eucariota que conserva la capacidad de dividirse. Consiste en la interfase, mitosis y citocinesis.

El lapso de tiempo requerido para completar un ciclo celular es el tiempo de regeneración “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 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”. “la replicación no puede tener lugar si no está presente una secuencia de ADN particular, llamada origen de la replicación. Este origen de replicación es especifico de la especie: las enzimas de una bacteria no encontrarán nunca un origen de replicación de levadura o de hombre cuando la célula alcanza aproximadamente el doble de su tamaño originario, y los cromosomas están separados, ésta se invagina y se forma una nueva pared celular, que separa las dos nuevas células y a sus duplicados cromosómicos: se trata de la división por escisión, o corte en dos células hijas de tallas idénticas y conteniendo los mismos elementos estructurales y el mismo equipamiento cromosómico

2. Interface Es el período durante el cual la célula crece, replica su ADN y se prepara para la siguiente división. Consta de 2 fases: Fase de síntesis (s): en esta etapa la célula duplica su material genético para pasarle una copia completa del genoma a cada una de sus células hijas.

Fase g1 y g2 (intervalo): entre las fases s y m de cada ciclo hay 2 fases denominadas intervalo, en las cuáles la célula está muy activa metabólicamente, lo cual le permite incrementar su tamaño (aumentando el número de proteínas y de organelos), de lo contrario las células se harían más pequeñas con cada división.

3. Mitosis y sus fases En esta fase se reparte a las células hijas el material genético duplicado, a través de la segregación de los cromosomas. La fase m, para su estudio se divide en: Profase: en esta etapa los cromosomas (constituidos de 2 cromátidas hermanas) se condensan en el núcleo, mientras en el citoplasma se comienza a ensamblar el huso mitótico entre los centrosomas. 



Metafase: comienza con el rompimiento de la membrana nuclear, de esta manera los cromosomas se pueden unir al huso mitótico (mediante cinetocoros). Una vez unidos los cromosomas, éstos se alinean en el ecuador de la célula.

Anafase: se produce la separación de las cromátidas hermanas, las cuales dan lugar a dos cromosomas hijos, los cuales migran hacia polos opuestos de la célula.



Telofase: aquí ambos juegos de cromosomas llegan a los polos de la célula y adoptan una estructura menos densa, posteriormente se forma nuevamente la envoltura nuclear. Al finalizar esta fase, la división del citoplasma y sus contenidos comienza con la formación de un anillo contráctil.

4. La meiosis La meiosis es la división celular que permite la reproducción sexual.

Comprende dos divisiones sucesivas: una primera división meiótica, que es una división reduccional, ya que de una célula madre diploide (2n) se obtienen dos células hijas haploides (n); y una segunda división meiótica, que es una división ecuacional, ya que las células hijas tienen el mismo número de cromosomas que la célula madre (como la división mitótica).

Así, dos células n de la primera división meiótica se obtiene cuatro células n. Igual que en la mitosis, antes de la primera división meiótica hay un período de interfase en el que se duplica el adn. Sin embargo, en la interfase de la segunda división meiótica no hay duplicación del adn La meiosis i consiste en la primera etapa de la llamada meiosis completa, compuesta por dos fases. A su vez, la meiosis i también contiene distintas fases o procesos muy similares a los de la mitosis. Se trata de un proceso también llamado mitosis mitocondrial ya que origina células con la mitad de cromosomas.

Este proceso sólo tiene lugar en las gónadas, células diploides encargadas de la reproducción de las células sexuales.

5. Fases de la Meiosis La replicación del ADN sucede antes del comienzo de la meiosis i. 

Profase 1: Los eventos de la profase i (salvo por el apareamiento y el crossing over) son similares a los de la profase de la mitosis: la cromatina se condensa en los cromosomas, el nucléolo se disuelve, desaparece la membrana nuclear, y se forma el huso mitótico.

Durante la profase i, justo después de que se condense la cromatina, los cromosomas homólogos se sobre cruzan. Esto sólo ocurre en la meiosis.

Los cromosomas sobre cruzados se llaman bivalentes. Este proceso es clave en la meiosis, ya que permite que las células nuevas que se creen sean distintas entre ellas y con la célula original.



Metafase i: En esta fase intermedia, los cromosomas, de dos en dos (por grupo de homólogos sobre cruzados), se alinean en la placa ecuatorial (zona central de la célula), agarrados a las fibras del huso acromático por sus centró meros. Es una fase que sucede muy rápida.



Anafase i: Las fibras del huso acromático se rompen, tirando de cada uno de los cromosomas de cada par de homólogos hacia un polo celular. Las fibrillas acaban contrayéndose también en los distintos polos.



Telofase i: En la telofase i los cromosomas forman dos núcleos hijos. Es la etapa final de la meiosis i, y se caracteriza por ser inversa a la profase i. En él desaparecen los restos del huso acromático, aparece una membrana nuclear a partir de los restos de la ya destruida en cada uno de los polos, se desespirilizan las cromáticas se crean los nucléolos.

En la citocinesis i, se reparten los orgánulos citoplasmáticos y la membrana de un modo normal.

Una vez acabada la meiosis i no se produce interfase, debido a que la cromática no puede tener tiempo para duplicarse.

Las dos células hijas tienen un número haploide de cromosomas, pero un número diploide de cromáticas. 

meiosis ii La meiosis ii es esencialmente igual que una mitosis y en ella podemos apreciar cuatro fases:



Profase ii: Los cromosomas sobre cruzados empiezan a condensarse, aparecen las fibras del huso mitótico o acromático y la membrana nuclear se disuelve.



Metafase ii: Los cromosomas, muy condensados, se sitúan en la placa ecuatorial y las fibras del huso mitótico o acromático se pegan a las caras opuestas de los centró meros.



Anafase ii: El centró mero se divide y las dos cromáticas de cada cromosoma se separan hacia los polos opuestos de la célula.



Telofase ii: Es idéntica a la telofase de la mitosis, los cromosomas comienzan a des condensarse y se rodean de membrana, para formar cuatro núcleos.

La citocinesis separa a las células. Al final de la meiosis se obtienen cuatro células diferentes, con n cromosomas formados por una cromática. Las células hijas tienen la mitad de cromosomas que la madre. La meiosis produce cuatro células haploides diferentes, que no son idénticas entre sí, ni idénticos a la célula original.

Es decir, las células hijas tienen una información genética parecida. Las células hijas son llamadas gametos.

E. Herencia y Evolución 1. Desarrollo de la Genética 1966 Gregor Mendel, considerado el padre de la genética, descubrió las leyes básicas de la herencia.

1869 f. Míescher descubre la nucleína (ADN) en el núcleo de células animales.

1905 william bateson utiliza por primera vez la palabra “genética” para designar “la ciencia dedicada al estudio de los fenómenos de la herencia y de la variación”.

1909 Wilhelm Johannsen introduce el término gen como expresión para los factores unitarios, que se ha demostrado que están en los gametos por los investigadores modernos del mendelismo.

1910 Thomas Hunt Morgan demuestra que los genes residen en los cromosomas.

1948 Edwar Lawrie Tatum y George Wells Beadle muestran que los genes codifican las proteínas (enzimas).

1953 Watson y Francis Crick describieron la estructura en doble hélice de la molécula de ADN. 1966 se descifra el código genético por los equipos de Marshall w. Nirenberg, severo Ochoa, Har Ggobin Khorana y Sydney Brenner.

1972 Paul Berg construye en el laboratorio el primer ADN recombinante invitro.

Genes de una especie son introducidos en otras especies y funcionan correctamente.

1975 se celebra la conferencia de asilomar (california) que propone pautas para la experimentación con ADN recombinante, y aprueba una moratoria de los experimentos con estas tecnologías.

1982 se consigue el primer animal (ratón) transgénico (el “Superratón”), insertando el gen de la hormona del crecimiento de la rata en óvulos de ratona fecundados.

1982 la empresa Eli Lilly produce insulina utilizando técnicas de ADN recombinante.

1983 Kary Mullis describe su método de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que permite replicar genes específicos con gran rapidez.

1983 creación de las primeras plantas transgénicas.

1984 Alec Jeffrey desarrolla accidentalmente el “ADN Fingerprinting” (la huella genética), un método que permite la identificación de las personas a partir de su material biológico.

1995 se completan las primeras secuencias completas de genomas de organismos: se trata de las bacterias Haemophilus Influenzae y Mycoplasma Genitalium.

1996 Ian Wilmut del instituto Roslin Institute en escocia produce la primera oveja clonada llamada “Dolly” a partir de una célula adulta.

2001 se publica el primer borrador del genoma humano. Inicio de la era Postgenoma.

2007 james Thompson y Shinya Yamanaka. Transformación de células de la piel humana en células madre embrionarias.

2010 Craig Venter y su equipo anuncian en la revista Science la creación de la primera “Célula Sintética”.

2. Cromosomas y genes Cromosomas Se denomina Cromosoma a cada una de las estructuras altamente organizadas, formadas por ADN y proteínas, que contiene parte de la información genética de un individuo. Estos determinan las características hereditarias de la célula u organismos. Las células de los individuos de una especie determinada suelen tener un número fijo de cromosomas, que en las plantas y animales superiores se presentan por pares.

El ser humano tiene 23 pares de cromosomas. En estos organismos, las células reproductoras tiene por lo general sólo la mitad de los cromosomas presentes en las corporales o somáticas. Durante la fecundación, el espermatozoide y el óvulo (células reproductoras o gametos) se unen y reconstruyen en el nuevo organismo la disposición por pares de los cromosomas; la mitad de estos cromosomas proceden de un parental, y la otra mitad del otro.

Los cromosomas se duplican al comienzo de la división celular y una vez completada, recuperan el estado original. Normalmente existen 46 cromosomas en cada célula humana, cada cromosoma contiene miles de trozos de información o instrucciones. Estas instrucciones son llamadas “genes”. Por lo tanto, los cromosomas son paquetes de genes los cuales dirigen el desarrollo del cuerpo.

En las divisiones celulares (mitosis y meiosis) presenta su forma más conocida, cuerpos bien delineados en forma de X, debido al 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. La cromatina, organizada en cromosomas, se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y se visualiza como una maraña de hebras delgadas. Cuando comienza el proceso de duplicación y división del material genético llamado (cariocinesis), esa maraña de hebras inicia un fenómeno de condensación progresivo que permite visualizar cada uno de los cromosomas.

Genes Se conoce como gen a la cadena de ácido desoxirribonucleico (ADN), una estructura que se constituye como una unidad funcional a cargo del traspaso de rasgos hereditarios. Un gen, según los expertos, es una serie de nucleóticos que almacena la información que se requiere para sintetizar a una macromolécula que posee un rol celular específico.

El gen, como unidad que conserva datos genéticos, se encarga de transmitir la herencia a los descendientes. El conjunto de genes pertenecientes a una misma especie se define como genoma, mientras que la ciencia que lo analiza recibe el nombre de genética. La tarea de los genes es muy compleja. Esta secuencia de ADN es imprescindible para lograr que el ARN funcional pueda ser sintetizado. La transcripción genética produce una molécula de ARN que luego se traduce en los ribosomas y genera una proteína. Hay genes, sin embargo, que no son traducidos a proteínas y que cumplen otros roles en forma de ARN. Los genes también inciden en el desarrollo de enfermedades. Una variación en su secuencia puede provocar lo que se conoce como enfermedad genética, que es hereditaria.

3. Genes y alelos Un alelo o aleloide es cada una de las formas alternativas que puede tener un mismo gen que se diferencian en su secuencia y que se puede manifestar en modificaciones concretas de la función de ese gen. (Producen variaciones en características heredadas como, por ejemplo, el color de ojos o el grupo sanguíneo). Dado que la mayoría de los mamíferos son diploides, poseen dos juegos de cromosomas, uno de ellos procedente del padre y el otro de la madre.

Cada par de alelos se ubica en igual locus o lugar de los cromosomas.

Por alelo debe entenderse el valor de dominio que se otorga a un gen cuando rivaliza contra otro gen por la ocupación de posición final en los cromosomas durante la separación que se produce durante la meiosis celular. De ese valor de dominación del alelo procreador resultará la trasmisión, idéntica o distinta, de la

copia o serie de copias del gen procreado. De acuerdo con esa potencia, un alelo puede ser dominante y expresarse en consecuencia en el hijo solamente con una de las copias procreadoras, por lo tanto si el padre o la madre lo poseen el cromosoma del hijo lo expresará siempre; o bien puede ser un alelo recesivo, por lo tanto se necesitarán dos copias del mismo gen, dos alelos, para que se exprese en el cromosoma procreado, esto es, deberá ser provisto al momento de la procreación por ambos progenitores.

Cromosomas homólogos y genes alelos Heredamos de nuestros progenitores dos juegos de cromosomas, uno procedente del padre, y otro, de la madre. Todas las células somáticas del ser humano tienen 23 pares de cromosomas. Cada par contiene uno de los caracteres, una pareja de genes en posiciones análogas, aunque no necesariamente con la misma información. Esos dos genes portadores de la información para el mismo carácter se denominan alelos, y la pareja de cromosomas se conoce como par de cromosomas homólogos. Cromosoma procedente del padre Cromosoma procedente de la madre Par de cromosomas homólogos.

Los Alelos son formas alternativas del mismo gen que ocupan una posición idéntica en los cromosomas homólogos y controlan los mismos caracteres (pero no necesariamente llevan la misma información). Análoga: semejante; se aplica a genes que ocupan una misma posición en el cromosoma.

Cromosomas homólogos y genes alelos: Los genes trabajan por parejas, ya que para un mismo carácter (por ejemplo color de ojos) hay dos alelos que se encargan de ello. Alelo A procedente del padre, Alelo a procedente de la madre, Cromosoma procedente del padre, Cromosoma procedente de la madre, Par de cromosomas homólogos, Gen responsable del carácter “color de los ojos”, Si lo piensas, sólo podrá haber tres tipos de personas: AA, Aa y aa AA aa Aa. Los individuos con el mismo tipo de alelo se denominan HOMOCIGOTOS para ese carácter Los individuos con los dos alelos diferentes se

denominas HETEROCIGOTOS para ese carácter El mismo cromosoma: Con una sola cromátida Con dos cromátidas hermanas Pareja de cromosomas homólogos (cada cromosoma con dos cromátidas) Pareja de cromosomas homólogos (cada cromosoma con una sola cromátida).

El ambiente puede influir en la manifestación de los genes, de manera que un mismo carácter genético puede presentarse de diversas formas. El ambiente de un gen lo constituyen los otros genes, el citoplasma celular y el medio externo donde se desarrolla el individuo. La altura es un factor genético sobre el que ejerce una gran influencia el ambiente externo al individuo, ya que, dependiendo de la alimentación, el sol, las vitaminas, etc., este será más o menos alto. La obesidad de este chico no depende de sus genes. Simplemente, ingiere demasiadas calorías y no practica el suficiente ejercicio físico.´ ¿Cómo se transmiten los genes?

MEIOSIS Madre Padre Si la madre es Aa , la mitad de los óvulos que produzca serán A y la otra mitad a Si el padre es Aa , la mitad de los espermatozoides que produzca serán A y la otra mitad a Así son los gametos Así son las células madre de los gametos Durante la meiosis se separan las parejas de cromosomas homólogos.

4. Estructura y Función de los Genes Estructura La estructura génica es compleja, pero dentro de esta existen reguladores de la transcripción como: promotores y potenciadores.

Promotor: es el que define la secuencia que señala el comienzo de la transcripción del ADN a ARNm. Potenciador: constituye un segundo grupo de secuencia reguladora que se encuentra lejos del inicio de la secuencia.

En 1977 fue descubierta la estructura intrón-exón de los genes, dicha estructura diferencian a Eucariotas y Procariotas.

Un intrón: es una región del ADN que debe ser eliminado del transcrito primario de ARN antes que salga el núcleo. La eliminación es precisa ya que de lo contrario habrán variaciones y por consecuencia “mutación”.

El ensamblaje esta encontrado por una secuencia de ADN llamas “Secuencias de Consenso” que son muy comunes en las Eucariotas.

Funciones: - Se cree que los intrones al aumentar de tamaño de los genes facilitaran el intercambio durante la meiosis.

- Se cree que modifican el tiempo de replicación y transcripción.

- Son llamados ADN no funcional.

Los Exones: representan las secciones en la versión final del ARNm, son las regiones de un gen que no son separadas durante el proceso de corte y empalme y por tanto se mantienen en el ARN mensajero maduro.

El ARN de empalme es el proceso por el cual los intrones son eliminados y los exones unidos. .

Funciones Transmiten características hereditarias de los organismos y se hallan dispuestos en fila a lo largo de los cromosomas, los genes controlan la producción de enzimas que, a su vez, establecen que función debe desarrollarse en la célula y en los órganos y finalmente en el organismo.

El control de la producción de enzimas por parte de los genes es un proceso químico, la estructura molecular de los genes, actúan con otras sustancias

presentes en el núcleo, lo cual produce moléculas de un compuesto, el ácido ribonucleico (ARN) mensajero, que pasa al citoplasma y allí, interactúa a su vez con las sustancias del citoplasma. Los genes almacenan toda la información vital de un individuo, los genes se expresan en forma de proteínas, tres ácidos nucleíco

5. Fenotipo y Genotipo Fue Mendel el primero en captar la naturaleza dual de los organismos, su dicotomía entre su genotipo y su fenotipo -a pesar que estos conceptos fueron introducidos por el danés W. Johannsen en 1911-. Lo esencial del mendelismo fue el percatarse de la ruptura, nunca antes clara, entre el proceso de herencia y el proceso de desarrollo. Entre transmisión y expresión. Se heredan un conjunto de factores internos, los genes, y el estado genético interno de cada individuo (su genotipo) es una consecuencia de las leyes dinámicas que regulan el paso de estas entidades de padres a hijos. Las dos leyes de la herencia son leyes de transmisión, no hacen ninguna referencia a la apariencia del organismo (el fenotipo). El fenotipo, con respecto a la herencia, es un epifenómeno sin interés, pues éste resulta de un proceso causal diferente: el proceso epigenético de la ontogenia, que depende del estado de los genes pero no de las leyes de su herencia (Lewontin 1992). El genotipo se transmite y se expresa. Y el fenotipo es la expresión del genotipo. Genotipo y fenotipo son conceptos estructurales, son entidades. Transmisión y expresión se refieren a procesos asociados al genotipo: el genotipo se transmite y se expresa.

Fenotipo La clase de la que se es miembro según las cualidades físicas observables en un organismo, incluyendo su morfología, fisiología y conducta a todos los niveles de descripción. Las propiedades observables de un organismo.

Genotipo La clase de la que se es miembro según el estado de los factores hereditarios internos de un organismo, sus genes y por extensión su genoma. El contenido genético de un organismo.

El fenotipo y el genotipo se identifican a un solo nivel: el del DNA. Por primera vez en la historia ahora el genotipo también es fenotipo, es un carácter observable, expresión de la realidad material del genotipo.

Un conocimiento completo del sistema genético requiere conocer como el genotipo se relaciona con el fenotipo, como el fenotipo a su vez se relaciona con el genotipo (pues las leyes que van del genotipo al fenotipo no tienen que ser las

mismas que las que van del fenotipo al genotipo, como lo muestra, por ejemplo, la existencia de dominancia y la redundancia del código), y por último como el genotipo parental llega a convertirse en genotipos hijos. Mientras que este último proceso prácticamente está resuelto, sólo existe un conocimiento limitado de las rutas causales de los otros procesos.

7. Información Genética del ADN El núcleo de la célula dirige todas las funciones celulares al contener el adn como material genético situado en los cromosomas y la información genética o hereditaria se expresa mediante la biosíntesis de proteínas en interacción con los factores del medio interno y del medio externo del organismo.

En las células encontramos dos tipos de ácidos nucleicos, el adn, portador de la información genética o hereditaria y el arn, entre los que se encuentran: el arnm que contiene la copia de la información genética cedida por el adn durante la transcripción, los arnt, moléculas pequeñas y plegadas que participan en el proceso de biosíntesis de proteínas transportando cada una un amino ácido específico hacia los ribosomas, constituidos por arnr y determinadas proteínas.

Comprender como el adn realiza su función requiere del conocimiento acerca de su estructura y organización.

El ácido desoxirribonucleico (adn) tiene forma de doble hélice y está formada por 2 cadenas de polinucleótidos. Ambas cadenas son complementarias entre sí, pero, ¿qué es un nucleótido?, ¿cómo se forma una cadena de polinucleótidos? Y ¿por qué ambas cadenas son complementarias?

Los cromosomas contienen aproximadamente igual cantidad de partes de proteína y adn. El adn cromosómico contiene un promedio de 150 millones de bases.

Cada hebra es una secuencia lineal de unidades similares repetidas llamadas nucleótidos los que se componen de un azúcar de tipo pentosa, un grupo o radical fosfato y una base nitrogenada.

Cuatro bases diferentes están presentes en la molécula de adn y son: adenina (a), timina (t), citosina (c) y guanina (g).

 

Los nucleótidos en una misma cadena, se unen mediante los grupos fosfato.

Cada cadena se une con su complementaria mediante las interacciones por puentes de hidrógeno que se establecen entre las bases nitrogenadas: a con t y g con c.

8. Constituyentes del ADN Los nucleótidos se forman por la unión de una base nitrogenada, una pentosa y uno o más ácidos fosfóricos. La pentosa puede ser ribosa, que forma nucleótidos libres y los del arn, o desoxirribosa, que forma los nucleótidos del adn. Las bases nitrogenadas pueden ser púricas, adenina y guanina (se unen a la pentosa por su n9) o pirimidínicas, citosina, timina y uracilo (se unen a la pentosa por su n1).

Encontramos dos tipos de nucleótidos según la base nitrogenada: (debería ser más explícita la des crispación de la composición química) -ribo nucleótidos: la pentosa es la ribosa. El ácido fosfórico puede unirse a los carbonos 2' 3' 5' de la ribosa.

-desoxirribonucleotidos: la pentosa es la desoxirribosa. El ácido fosfórico puede unirse a los carbonos 3' 5' de la desoxirribosa.

Funciones biológica de los nucleótidos: 1-función estructural: son los monómeros que constituyen a los ácidos nucleicos, que son las biomolecular implicadas en la conservación, reproducción, y expresión de la información genética.

2-función energética: si el nucleótido se une a dos o tres fosfatos forma los nucleótidos difosfato o trifosfato, como el adp, y el atp, moléculas que acumulan, transportan y ceden energía.

3-función coenzima tica: si el nucleótido se une por un grupo fosfato a otra sustancia da nucleótidos no nucleicos que actúan como coenzimas.

El "grupo fosfato" (o ácido fosfórico) es un ion poliatómico, compuesto por un átomo central de fósforo rodeado por cuatro átomos idénticos de oxígeno en disposición tetraédrica (h3po4), que sirve para unir los nucleótidos (compuestos formados por la desoxirribosa y la base nitrogenada).

9. Modelo de Watson y Crick James watson y francis crick dedujeron un modelo estructural tridimensional para el adn que explicaba un patrón de difracción de rayos x y fue también la fuente de conocimientos notables de las propiedades funcionales de los ácidos nucleicos.

Las características del modelo de adn de watson y crick son:

1. Hay dos cadenas helicoidales de poli nucleótidos enrolladas a lo largo de un eje común. Las cadenas transcurren en direcciones opuestas.

2. Los ejes de azúcar fosfato se sitúan en el exterior y, por tanto, las bases de púricas y pirimídicas están en el interior de la hélice.

3. Las bases son casi perpendiculares al eje de la hélice y las bases adyacentes están separadas 3.4 aº. La estructura helicoidal se repite cada 3.4 aº, de modo

que hay 10 bases igual a 3.4 aº por vuelta/3.4 aº por base por cada vuelta de hélice; asimismo, hay una rotación de 36 grados por base (360° por vuelta completa/10 bases por vuelta).

4. El diámetro de la hélice es de 20 aº.

10. La Síntesis del ADN La síntesis, o la fase s del ciclo celular es cuando el ADN de cada cromosoma es copiado. Este proceso se conoce como la replicación del ADN. Primero hablaremos sobre los cromosomas y los genes y luego discutiremos el mecanismo por el cual son producidos.

Los cromosomas y los genes El bulto del ADN en las células se encuentra en el núcleo en la forma de cromosomas. Los humanos tenemos 46 cromosomas en total, compuestas de dos sets de 23. Cada uno de nuestros padres contribuye a 23 cromosomas por medio de los gametos, ya sea el óvulo o la esperma. Cada padre contribuye una cromosoma de cada tipo, por ejemplo, una cromosoma #1, una #2, una #3, y etc.

Esto significa que cada persona tiene 23 pares de cromosomas. Cada cromosoma está compuesto de una sola pieza de adn, el cual contiene millones de nucleótidos unidos a varias proteínas. Los genes se encuentran esparcidos a lo largo de las cromosomas junto a grandes cantidades de adn sin ninguna función conocida.

Cualquier gen en particular siempre se encuentra en la misma posición de la cromosoma. Por ejemplo, si un gen que controla el color de los ojos se encuentra en la cromosoma #1 en cierto individuo, el mismo gen debe estar en la misma posición en cualquier otra persona. Como cada uno tenemos dos copias de cada cromosoma, esto significa que nosotros tenemos dos copias de cada gen.

Esta relación es ilustrada debajo. La cromosoma marcada con el símbolo masculino (la flecha) representa la que fue contribuida por el padre y la cromosoma marcada con el símbolo femenino (la cruz) representa la cromosoma contribuida por la madre. Algo que es importante señalar es que la versión del gen presente en cada una de las cromosomas no tiene que ser la misma. Continuando

con el ejemplo anterior, el gen del padre para el color de los ojos puede llevar a la producción de ojos azules, mientras que la versión materna puede llevar a la producción de ojos cafés. El color de los ojos que se encuentran en los hijos es producto de la actividad de ambas copias del gen.

En el diagrama debajo, las bandas de colores representan los genes. Para algunos genes, las versiones heredadas de ambos padres pueden ser las mismas o algo diferentes. Las versiones diferentes, o los alelos, son indicados debajo por bandas de colores un poco diferentes. El par de cromosomas debajo representan dos versiones de la misma cromosoma (por ejemplo, 2 formas de la cromosoma 1, 2, o 3, etc.) Que son contribuidas por los padres.

11. Transcripción: síntesis del ARN Transcripción del ARN bajo la dirección del ADN. Ambos ácidos nucleicos utilizan el mismo lenguaje y la información no hace más que copiarse desde la cadena del ADN hacia el ARN. Entonces la cadena del ADN sirve como molde tanto como la replicación del ADN como para la transcripción del ARN.

12. Síntesis de una Cadena Específica de Polipéptidos Un polipéptido es una secuencia de aminoácidos que están involucrados a través de enlaces pépticos.

Si se unen centenares de aminoácidos ya estamos hablando de una formación de una proteína. Las proteínas por otro lado pueden estar formadas no solo por una sino muchas cadenas de polipéptidos. la insulina es otro claro ejemplo de un polipéptido.

13. Cambios en los genes: mutaciones

Un cambio de genes se refiere a una mutación que hace que haya un cambio de material genético (ADN) que no puede justificarse a través de la segregación o la recombinación.

Tipos de mutaciones Cuando se produce un cambio en la estructura del ADN se habla de mutaciones génicas. En términos científicos se dice que se efectúa un cambio en la base nitrogenada de la estructura que modifica completamente la proteína; generalmente este cambio es perjudicial para el organismo, pero en contadas ocasiones cuando se da esta mutación se consigue la sintetización de una nueva proteína lo cual puede significar de vital importancia en la evolución de la especie en cuestión. Esto se debe a que aquellos individuos que son portadores del gen mutante poseen la habilidad de adaptarse a determinados cambios en el medio, cosa que no ocurre con el resto de sus compañeros que carecen de dicho gen; posteriormente, gracias a la selección natural, se sustituye el gen original por el mutante y se transmite a las generaciones futuras de esa especie.

La mutación morfológica, por su parte, altera la forma o el color de los órganos.

Hay mutaciones clasificadas de acuerdo a cómo modifican las funciones, pudiéndose hablar de mutaciones de pérdida o mutaciones de ganancia de función.

Otras mutaciones son las bioquímicas (modifican alguna función de la bioquímica del organismo) y las condicionales (solamente aparecen ante ciertas condiciones particulares del ambiente).

Otros tipos de mutaciones son las cromosómicas (cuando se da una duplicación o un cromosoma se divide y luego se une con otro diferente, provocando un cambio en la estructura del adn y produciendo un reordenamiento cromosómico, ocurre por ejemplo en los casos de sobrecruzamiento) o los errores de disyunción (presente en aquellos individuos que poseen más o menos cromosomas que las que poseen los ejemplares de su especie, suele producirse por una separación anormal durante la meiosis).

Por último, cabe señalar que las mutaciones genéticas pueden ser producto de la unión de individuos con una distancia genética poco aconsejable (familiares directos), o también por efectos externos, como la presencia de radiación en el aire, o la exposición a rayos x, a temperaturas elevadas o a determinados elementos químicos. En los seres humanos, pueden causar defectos en el nacimiento, cánceres y enfermedades degenerativas

14. Genes letales Los genes letales son aquellos que cuya expresión es la muerte. Los genes letales pueden ser: Genes letales dominantes: es la presencia de un solo gen que causa la muerte.

Genes letales recesivos: necesitan dos copias de ellos para causar la muerte. El heterocigoto es completamente normal.

Genes dominantes con defecto letal recesivo: el heterocigoto se presenta anormal, pero solo causa la muerte en condiciones homocigotas.

15. Desarrollo Embrionario desde la Concepción hasta Nacimiento

el

Fecundación: unión del óvulo y el espermatozoide. La fecundación suele producirse en las trompas de falopio. Desde ese lugar el nuevo ser vivo, el cigoto, emprende un camino que culmina en el útero materno. En el útero están las condiciones óptimas para el desarrollo durante el periodo denominado embarazo.

Segmentación: etapa del cigoto, en el que se divide en numerosos veces para originar primero dos células y luego todas de demás.

Morfogénesis: proceso en el cual se dará origen a futuros órganos del embrión. Durante esta

fase se producen divisiones y migraciones celulares, lo que determina la presencia de tres capas de células: ectoderma, mesoderma y endoderma. Cada una de estas tres capas celulares será el origen de los distintos órganos y sistemas del cuerpo humano.

Diferenciación: proceso en el cuan las células permiten que las tres capas celulares se diferencien para generar los distintos órganos de embrión.

Anexos embrionarios son las estructuras encargadas de proporcionar protección, humedad y nutrientes al embrión durante su proceso de desarrollo.

Los anexos embrionarios son: el saco vitelino, el amnios, el alantoides y el corion.

• Saco vitelino: almacena una sustancia llamada vitelo que sirve de nutriente al embrión.

• Amnios: es una membrana que posee líquido en su interior denominado líquido amniótico y que rodea al embrión para protegerlo de golpes y de la desecación.

• Alantoides: se encarga de almacenar las sustancias de desecho del embrión y del intercambio de gases.

• Corion: es la membrana más externa que rodea a todas las demás y cuya función es el intercambio de gases, nutrientes y otras sustancias.

El embarazo El embarazo o periodo de gestación se divide en dos etapas. La primera fase dura ocho semanas, el nuevo ser recibe el nombre de embrión y se desarrolla hasta alcanzar la morfología claramente humana.

La segunda etapa va desde la semana nueve hasta el fin del embarazo, el nuevo ser es denominado feto y desarrolla todos los órganos internos, crece y aumenta de peso para la preparación del nacimiento. Al final del embarazo, el feto debe de pesar alrededor de 3.5 kilos.

Primer trimestre En esta etapa del desarrollo embrionario, la mujer puede percibir un atraso, respecto de la fecha en que espera la llegada de la menstruación. Aunque no se puede decir con seguridad que se trate de un embarazo, es posible que la desaparición de la menstruación sea la clave para intuir que se ha concebido un hijo, si es que se han mantenido relaciones sexuales previamente.

Al término de la tercera semana, el embrión tiene una longitud de 2,3 milímetros aproximadamente y se empiezan a formar la mayoría de sus sistemas de órganos.

El primero en desarrollarse es el sistema nervioso central, es decir, la médula espinal y el encéfalo. Alrededor de los 20 días de vida, el corazón que aún no tiene una forma definitiva, ya empieza a vibrar y luego a latir.

Una vez que el corazón del embrión comienza a latir, tan sólo a dos semanas y media después de la fecundación, no se detendrá hasta el final de la vida del individuo, latiendo unas 100.000 veces por día en su etapa adulta.

Posteriormente, la cabeza y el cuello van tomando su forma, y los ojos y los oídos inician su desarrollo.

Segundo trimestre El crecimiento del feto, que ha sido sorprendentemente rápido, continúa más lentamente. Las piernas y brazos alcanzan una longitud proporcional al resto del cuerpo y su movimiento se hace tan evidente que la madre puede percibirlo.

El feto de cuatro meses mide unos 18 centímetros y pesa alrededor de 200 gramos.

A los cinco meses, su cuerpo se recubre de una pelusa llamada lanugo, posee cabello y su corazón late vigorosamente a una frecuencia promedio de unos 140 latidos por minuto.

El médico puede percibir la actividad del corazón al auscultar con un estetoscopio desde el exterior.

Tercer trimestre Durante el último trimestre del embarazo, el feto aumenta notablemente de tamaño y de peso. Este período se caracteriza por un evidente desarrollo del sistema nervioso y un considerable aumento del número de células cerebrales. Es fundamental que en esta etapa la madre tenga una alimentación rica en proteínas para ayudar a que el desarrollo del cerebro infantil se complete en buena forma.

Al séptimo mes de embarazo, el feto ha ocupado casi todo el espacio disponible en el útero y muchos bebés en esta etapa se acomodan tomando una posición invertida. Así, el movimiento de pies y rodillas se torna más libre y puede percibiese desde el exterior del vientre materno.

Si el nacimiento ocurre en este período, el bebé tiene un excelente pronóstico de supervivencia, siempre que cuente con el apoyo médico adecuado, y la posibilidad de mantener al bebé en una incubadora hasta que éste sea capaz de regular por sí mismo su temperatura corporal.

Parto El parto es el momento de la salida del bebé al exterior a través de la vagina.

A veces las mujeres dan a luz antes de la fecha esperada, lo que da origen a un niño prematuro. Un 7% de los niños que nacen son prematuros, es decir, nacidos antes de las 37 semanas de embarazo. Los niños que nacen unas pocas semanas antes suelen desarrollarse con normalidad. Los últimos avances en el cuidado de niños prematuros permiten sobrevivir a muchas criaturas que nacen con 25 o 26 semanas de gestación.

Poco antes del parto se elimina el líquido amniótico por el vaciamiento de la cavidad amniótica.

El parto, comienza con contracciones irregulares del útero cada 20 o 30 minutos.

A medida que avanza el proceso, aumenta la frecuencia e intensidad de las contracciones.

La duración normal del parto para una madre que espera su primer hijo es de 13 a 14 horas, y unas 8 o 9 para una mujer que ha dado a luz antes. No obstante, existen grandes variaciones en cuanto a la duración del parto.