PRIMERA GUIA DE BIOLOGIA Nombre:_____________________________Curso:________________________Fecha:_________

Profesor: Claudio Ramrez BravoUNIDAD: LA CELULAOBJETIVO FUNDAMENTAL: Apreciar los elementos comunes en la organizacin y estructura de los seres vivos y de la clula como su unidad funcional.INSTRUCCIONES: Al final de la gua hay una Auto evaluacin de los contenidos que usted debe ir resolviendo clase a clase, lo que ayudara a su formacin educativa y servir de apoyo para las evaluaciones futuras. La Teora CelularEl descubrimiento y el estudio de la clula solo fue posible gracias a la invencin del microscopio ptico. Aunque no existe acuerdo sobre quin fue el inventor del microscopio, las primeras publicaciones biolgicas importantes basadas en estudios que utilizaban este instrumento aparecieron a mediados del siglo XVII: En 1660, Malpighi describi el funcionamiento de los capilares sanguneos y en 1665 Robert Hooke public su obra Micrographia. Fue precisamente este ltimo investigador quien acu el concepto de clula (del latn cellulae, que significa pequeo compartimiento o celda) para denominar a las mltiples y diminutas cavidades, similares a las celdillas de un panal, que observ, a travs del microscopio, en la corteza del alcornoque (rbol del corcho).

Sin embargo, Hooke solo observ clulas muertas (paredes celulares), por lo que no logr apreciar estructuras en su interior. Posteriormente, otros investigadores comprobaron que las clulas tambin estaban presentes en los tejidos vivos y se observaban llenas de lquido.

Las observaciones, que condujeron a la formulacin de la Teora Celular, se hicieron utilizando microscopios pticos, muy rudimentarios en un comienzo. Con la invencin del microscopio electrnico, a mediados del siglo XX, fue posible conocer los detalles de la ultraestructura celular (estructura de los organelos y de componentes tan pequeos como los ribosomas).

En los aos sucesivos, el mejoramiento del microscopio ptico, el desarrollo de tcnicas de tincin y las numerosas investigaciones llevadas a cabo en relacin con la estructura y el funcionamiento celular, condujeron a la formulacin de la Teora Celular, que es una de las bases sobre las que se sustenta la Biologa. Esta teora fue enunciada en 1838 por dos bilogos alemanes: el botnico Matthias Schleiden y el zologo Theodor Schwann. Inicialmente, la Teora Celular planteaba que la clula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos, es decir, todos los seres vivos estn formados por clulas, las que tienen la misma estructura esencial y representan la parte ms pequea de la materia viva que puede realizar las funciones bsicas de la vida, como producir energa y reproducirse. Posteriormente, la teora celular fue extendida por Rudolf Virchow, quien, en 1855, postul que las clulas se originaban solo a partir de otras clulas preexistentes. Esta aseveracin descart los postulados de la generacin espontnea, una idea que haba prevalecido por muchos siglos, desde los tiempos de Aristteles y que supona que la materia viva se poda generar a partir de materia inerte. Aos ms tarde, en 1880, August Weismann agreg que todas las clulas existentes actualmente tienen un origen comn. Esta idea se fundamenta en la similitud de caractersticas estructurales y moleculares que comparten las clulas de todos los seres vivos, lo que llev a plantear que es posible rastrear su origen a partir de un ancestro comn hasta tiempos remotos. En trminos muy concisos, la teora celular establece, entonces, que la clula es la unidad estructural, funcional y de origen de los seres vivos.

Estructura Celular

Como vimos anteriormente, todos los seres vivos, desde los ms simples hasta los ms complejos y desde los ms pequeos hasta los ms grandes, estn formados por clulas que son similares en estructura y funcin.

De acuerdo a las caractersticas estructurales de las clulas, se reconocen dos tipos: las clulas procariticas, que carecen de ncleo y organelos, y las clulas eucariticas, que poseen tanto ncleo como organelos. Las clulas procariticas surgieron antes que las eucariticas, hace unos 3.500 millones de aos. Dentro de la gran diversidad de seres vivos que existen en la naturaleza, hay algunos formados por clulas eucariticas y otros por clulas procariticas; algunos formados por una sola clula (unicelulares) y otros formados por muchas clulas (multicelulares).

Tabla 1. Caractersticas celulares de los organismos de los distintos reinos de la naturaleza.

ReinoTipo de clulaCantidad de clulas

Monera (eubacterias)procariticasunicelulares

Archea (arquibacterias)procariticasunicelulares

Protista (protozoos y algas)eucariticasunicelulares / multicelulares

Fungi (hongos)eucariticasunicelulares / multicelulares

Plantae (vegetales)eucariticasmulticelulares

Animalia (animales)eucariticasmulticelulares

En general, todas las clulas eucariticas comparten muchas caractersticas como la presencia de

membrana plasmtica, citoplasma y ncleo, y de diversos tipos de organelos. Sin embargo, es posible establecer algunas diferencias entre las clulas animales y clulas vegetales. Las clulas vegetales se diferencian de las animales, principalmente porque presentan pared celular, plastidios y enormes vacuolas; tienen menor cantidad de retculo endoplasmtico y menos mitocondrias; y no presentan centrolos ni lisosomas.

CELULA ANIMAL

CELULA VEGETAL

Mecanismos de Intercambio entre la Clula y el Medio Extracelular

La clula no puede realizar todas sus funciones aislada del medio extracelular, pues necesita constantemente eliminar desechos hacia el exterior e incorporar nutrientes y otras sustancias hacia el interior. Por esta razn, continuamente se est produciendo el transporte de iones y compuestos hacia y desde la clula.

El transporte de sustancias de bajo peso molecular se realiza a travs de la bicapa lipdica o de canales de la membrana delimitados por protenas. En general, estos mecanismos se pueden clasificar de acuerdo al requerimiento energtico en dos tipos: - Transporte pasivo (difusin simple, osmosis y difusin facilitada)- Transporte activo

Cuando las sustancias son de alto peso molecular (o estn dentro de vesculas), se transportan a travs de otro tipo de mecanismo, que involucra el movimiento de regiones ms o menos amplias de la membrana plasmtica. Existen dos tipos de transporte con estas caractersticas:

- Endocitosis. Es la ingestin de macromolculas o solutos disueltos a travs de la invaginacin y la formacin de vesculas, de la membrana plasmtica. Hay tres tipos de endocitosis: fagocitosis (incorporacin de partculas slidas), pinocitosis (incorporacin de gotas o vesculas de lquido extracelular) y endocitosis mediada por receptor (ingreso de sustancias para las cuales existen receptores en la membrana). - Exocitosis. Es la excrecin de macromolculas a travs de la fusin de vesculas formadas en el citoplasma con la membrana celular.

Difusin simpleEn la difusin simple, las molculas o iones pasan directamente a travs de la membrana, a favor del gradiente de concentracin, es decir, desde donde se encuentran en mayor concentracin hacia donde se encuentran en menor concentracin. Este movimiento se produce sin necesidad de que las sustancias se fijen a protenas de la bicapa lipdica. La difusin es un mecanismo de transporte suficientemente efectivo para algunas molculas, pero no tan efectivo para otras, por lo que existen otros mecanismos de transporte. Algunas molculas que atraviesan libremente la membrana plasmtica por difusin son: etanol, urea, oxgeno, dixido de carbono y agua.

OsmosisEl caso especfico de la difusin de agua a travs de la membrana se denomina osmosis. Se define como el paso de agua desde una solucin de baja concentracin de soluto hacia una solucin de alta concentracin de soluto, separadas ambas soluciones por una membrana semipermeable que no deja pasar el soluto y estando ambas a la misma presin atmosfrica. En general, las condiciones anteriores se verifican en las clulas, puesto que normalmente el medio intracelular contiene mucho mayor cantidad de macromolculas (que no atraviesan la membrana de manera pasiva) que el medio extracelular. Por lo tanto, la osmosis es un proceso que ocurre constantemente a travs de la membrana plasmtica.

Como la membrana plasmtica es permeable al agua, el ambiente en que se encuentra la clula es muy importante para su integridad. Por ejemplo, si una clula es expuesta a un medio altamente hipertnico (con una concentracin de solutos mayor que el medio intracelular), el agua difunde rpidamente hacia fuera de la clula, causando su crenacin. En tanto, si una clula se expone a un medio altamente hipotnico (con una concentracin de solutos menor que el medio intracelular), el agua difunde hacia dentro de ella, haciendo que aumente de volumen y que, en determinadas situaciones, literalmente explote. Normalmente las clulas estn en medios isotnicos, que son aquellos en que las concentraciones de solutos dentro y fuera de la clula estn en equilibrio.

Difusin facilitadaLa difusin facilitada utiliza canales formados por protenas de membrana especficas que permiten que ciertas molculas cargadas difundan hacia afuera y adentro de la clula. Este mecanismo es utilizado principalmente por iones pequeos como K+, Na+, Cl-. La velocidad de la difusin facilitada est limitada por el nmero de canales disponibles, a diferencia de la velocidad de difusin simple que depende solo del gradiente de concentracin.

Transporte activoEl transporte activo se denomina as porque requiere de un gasto de energa para transportar sustancias de un lado a otro de la membrana. La ventaja de este tipo de transporte es que permite el movimiento de iones y molculas contra el gradiente de concentracin. El transporte activo, al igual que la difusin facilitada, se realiza a travs de canales con protenas transportadoras especficas. Hay dos tipos de transporte activo: primario y secundario. El transporte activo primario utiliza energa para producir un cambio conformacional en la protena transportadora. El ejemplo ms conocido es la bomba Na+/K+. En este caso se realiza un cotransporte (antiporte) de K+ hacia el interior de la clula y de Na+ hacia el exterior .

PREGUNTAS PROPUESTAS

1.- Cul de las siguientes estructuras pueden ser considerados como organelo nico y propio de los procariontes?a) Ribosomas

b) Ncleo

c) Retculo endoplasmico

d) Aparato Golgi

e) Lisosomas

2.- cul de los siguientes trminos tiene menor jerarqua y est contenido en los dems?

a) Organelo

b) Clula

c) Molecula

d) Macromolcula

e) Membrana celular

3.- Cual de los siguientes componentes de la membrana plasmtica impide el paso de los ionesI. Canales inicos

II. Bombas

III. Bicapa lipida

a) Solo I

b) Solo II

c) Solo III

d) I y II

e) II y III

4.- El nmero de mono capa fosfolipdicas que tiene una unidad de membrana es igual a:a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

e) 5

5.- En una solucin hipotnica

.

I. Una clula vegetal experimenta plasmlisis

II. Una clula animal estallaIII. Algunas unicelulares hacen funcionar las vacuolas contrctiles

a) I y II

b) II y III

c) I y III

d) I , II y III

e) Solo I

6.- Los principales constituyentes de la membrana celular son:

a) Lpidos y protenas

b) Lpidos y carbohidratos

c) Protenas y carbohidratos

d) Nucletidos

e) Esteroides

7.- la membrana plasmtica es una estructura celular ausente en las celulasa) De los protistas de agua salada

b) Animales

c) De los hongos

d) N.A.

e) vegetales

Transporte activo secundario El transporte activo secundario utiliza energa para establecer un gradiente a travs de la membrana celular, y luego emplea ese gradiente para transportar otras molculas contra su gradiente de concentracin. Por ejemplo, Escherichia coli utiliza energa para bombear protones hacia fuera de la clula, lo que establece un gradiente de protones entre ambos lados de la membrana. Luego, estos protones se acoplan a la lactosa (o a otros azcares o aminocidos), la que usa la energa del protn movindose a favor de su gradiente de concentracin para ingresar a la clula a travs de una protena transportadora especfica. Como este transporte acoplado mueve ambas sustancias en la misma direccin se denomina simporte.

Biomolculas

La materia viva est integrada por elementos qumicos que estn tambin presentes en el mundo inanimado, pero en cantidades muy distintas. Los elementos ms abundantes en los seres vivos (C, O, N, H) son aquellos que conforman las molculas orgnicas que les son propias. Tambin encontramos otros elementos presentes en menor proporcin, pero que son muy importantes para el funcionamiento celular, por ejemplo: Ca, Na, Mg, Cl.

El transporte activo secundario utiliza energa para establecer un gradiente a travs de la membrana celular, y luego emplea ese gradiente para transportar otras molculas contra su gradiente de concentracin. Por ejemplo, Escherichia coli utiliza energa para bombear protones hacia fuera de la clula, lo que establece un gradiente de protones entre ambos lados de la membrana. Luego, estos protones se acoplan a la lactosa (o a otros azcares o aminocidos), la que usa la energa del protn movindose a favor de su gradiente de concentracin para ingresar a la clula a travs de una protena transportadora especfica. Como este transporte acoplado mueve ambas sustancias en la misma direccin se denomina simporte.

Elemento% de la masa corporal

Oxgeno (O)65

Carbono (C)18

Hidrgeno (H)10

Nitrgeno (N)3

Calcio (Ca)1,3

Fsforo (P )1

Potasio (K)0,4

Azufre (S)0,3

Sodio (Na)0,1

Magnesio (Mg)0,1

Cloro (Cl)0,1

Hierro (Fe)< 0,1

Yodo (I)< 0,1

Proporcin de los diferentes bioelementos en el cuerpo humanoen relacin con la masa corporal.

La materia viva est formada bsicamente por agua (hasta 70-80% de la masa corporal), que es una molcula inorgnica de gran importancia para la realizacin de las reacciones qumicas propias de los seres vivos, por sus propiedades como disolvente y su gran capacidad calrica, entre otras caractersticas. El porcentaje restante de la masa corporal est representado casi en su totalidad por molculas orgnicas propias de la materia viva, llamadas tambin biomolculas. Hay cuatro tipos de biomolculas, las que estn presentes en proporciones muy similares en todos los seres vivos: protenas, carbohidratos, lpidos y cidos nuclicos.

BiomolculaClula bacteriana (% del peso)Clula animal (% del peso)

Protenas1518

cidos nucleicos71,35

Lpidos24

Carbohidratos22

Composicin aproximada de una clula bacteriana y una clula animal

La mayora de las biomolculas se caracterizan por ser polmeros, es decir, por estar constituidas por la unin de muchas molculas pequeas similares entre s, las que se denominan monmeros. La unin de dos monmeros se llama dmero y de tres, trmero En general, cuando el polmero es pequeo (hasta diez monmeros) se denomina oligmero. Los monmeros se unen a travs de un proceso llamado sntesis por deshidratacin, pues al producirse, se desprende una molcula de agua. El proceso inverso se denomina hidrlisis (hidro= agua, lisis separacin).

ProtenasLas protenas son las molculas orgnicas ms abundantes en la mayora de los seres vivos. A excepcin de las plantas que contienen un mayor porcentaje de celulosa (carbohidrato), las protenas representan ms del 50% del peso en seco de los organismos. Estn integradas bsicamente por C, H, O y N, y en menor proporcin, por S.

Las funciones de las protenas son variadas; por ejemplo, forman el citoesqueleto y la matriz extracelular; facilitan las reacciones qumicas del metabolismo celular (enzimas); reconocen ciertas seales qumicas que llegan a la clula; transportan sustancias a travs de las membranas; participan en el movimiento tanto de las clulas como del organismo en su conjunto (cilios, flagelos y msculos); actan como hormonas; participan en la defensa del organismo (inmunoglobulinas); son sustancias de reserva (por ejemplo, la lactoalbmina de la leche y la ovoalbmina de la clara de huevo).

Las protenas son polmeros cuyos monmeros son los aminocidos, los que se unen, a travs de los llamados enlaces peptdicos, formando largas cadenas cuya estructura se organiza en diferentes niveles. La estructura de una protena est en directa relacin con la funcin que desempea. Muchas veces, un pequeo cambio en la estructura proteica hace que la protena quede incapacitada para realizar su funcin.

Niveles de organizacin proteicaEstructura primaria: secuencia de aminocidos.

Estructura secundaria: configuracin regular producida por enlaces entre los tomos de la columna vertebral polipeptdica. Puede ser doble hlice o plegada.

Estructura terciaria: estructura tridimensional de la protena producida por enlaces entre aminocido de distintos segmentos de la cadena polipeptdica.

Estructura cuaternaria: estructura formada por la interaccin entre dos o ms polmeros. Por ejemplo: la hemoglobina.

Se conocen unos 150 aminocidos diferentes, de los cuales solo 20 forman parte de las protenas. Se habla de protena propiamente tal cuando est formada por ms de 100 aminocidos. Si tiene menos, se denomina pptido. Existe una enorme variedad de protenas, por ejemplo, una bacteria puede tener 1.000 protenas distintas en su estructura, mientras que el ser humano posee entre 20.000 y 30.000. Los organismos hetertrofos pueden sintetizar diferentes aminocidos. Aquellos que un organismo no puede sintetizar son aminocidos esenciales para l y debe incorporarlos a travs de los alimentos. En el ser humano, los aminocidos esenciales son diez: arginina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano y valina.

Las protenas pueden asociarse con carbohidratos, formando glicoprotenas, las que suelen estar presentes en la superficie externa de la membrana plasmtica y representan la mayor parte de las protenas secretadas por la clula.

Un tipo especial de protenas son las enzimas. Las enzimas participan en prcticamente todas las reacciones qumicas que se producen en los seres vivos, como agentes catalticos: Disminuyen la energa inicial invertida para que se produzca la reaccin y aumentan su velocidad. Estas reacciones que forman parte del metabolismo celular, pueden ser, en trminos generales, de sntesis (anabolismo) o de degradacin (catabolismo).

Normalmente, cada enzima cataliza un solo tipo de reaccin, y casi siempre acta sobre un nico tipo de molcula o sobre un grupo muy reducido de ellas. La sustancia sobre la que acta la enzima se llama sustrato. El sustrato se une a una regin especfica de la enzima, llamada centro activo. Una vez formados los productos, la enzima puede participar en una nueva reaccin.

Como todas las protenas, las enzimas poseen una conformacin natural estable y los cambios en ella suelen ir asociados a cambios en la actividad cataltica de la enzima. Casi un tercio de las enzimas requieren la presencia de sustancias no proteicas, denominadas cofactores, para su funcionamiento. Los cofactores pueden ser iones inorgnicos (Fe++, Mg++, Mn++, Zn++) o molculas orgnicas, en cuyo caso se les llama coenzimas. Muchas coenzimas se sintetizan a partir de vitaminas. Las enzimas requieren para su ptimo funcionamiento de una temperatura y un pH especficos.

Carbohidratos o glcidosLos carbohidratos estn formados bsicamente por C, H y O. Son producidos por plantas, algas y ciertas bacterias, a travs de la fotosntesis. Los carbohidratos cumplen funciones estructurales y de almacenamiento de energa, siendo la principal fuente de energa para los seres vivos. Por ejemplo, la glucosa completamente metabolizada (hasta CO2 y H2 O) libera 686 kcal/ mol. De acuerdo a su complejidad, se distinguen bsicamente tres tipos de carbohidratos: monosacridos, disacridos y polisacridos.

- Monosacridos. Son los ms sencillos y son llamados comnmente azcares. Algunos ejemplos son la ribosa, la fructosa y la glucosa. Los monosacridos son el combustible celular y son los monmeros de carbohidratos ms complejos.

- Disacridos. Se forman por la unin de dos azcares, los ms comunes son la sacarosa (glucosa + fructosa), la lactosa (glucosa + galactosa) y la maltosa (glucosa + glucosa). Los disacridos pueden ser hidrolizados, obtenindose los monosacridos que los componen.

- Polisacridos. Son enormes molculas (macromolculas) formadas por uno o varios tipos de unidades de monosacridos. Algunos polisacridos importantes son la celulosa, un importante componente de las paredes celulares de las plantas; la quitina, que es el componente bsico del exoesqueleto de los artrpodos y de las paredes celulares de los hongos; el almidn, que es la principal molcula de almacenamiento de energa en las plantas; y el glucgeno, una fuente de reserva de energa en los animales.

Los carbohidratos pueden combinarse con protenas, como vimos anteriormente o con lpidos, formando los glicolpidos, molculas que estn presentes en la superficie de numerosas clulas animales y que cumplen importantes funciones en la interaccin entre clulas.

LpidosLos lpidos son un conjunto heterogneo de biomolculas que se caracterizan por ser insolubles en agua y solubles en solventes orgnicos como benceno, cloroformo y ter. Estn constituidos bsicamente por C, H y O, y en menor medida, por N, P y S. Como se mencion anteriormente, los lpidos pueden unirse con carbohidratos, formando glicolpidos. Tambin se encuentran comnmente asociados con protenas en las membranas biolgicas.

Los lpidos cumplen variadas funciones en los seres vivos: Almacenan energa, forman la estructura bsica de todas las membranas celulares; son precursores de otras molculas de importancia biolgica como ciertas hormonas, cidos biliares y vitaminas; y actan como aislantes trmicos. Hay tres tipos principales de lpidos: grasas neutras, fosfolpidos y esteroides.

- Las grasas neutras representan la principal fuente de reserva de energa para la clula, pues pueden almacenar ms del doble de energa por gramo que los carbohidratos. Estn formadas por glicerol (alcohol) y cidos grasos. Cuando el glicerol se une a un cido graso, se denomina monoglicrido; si se une a dos, forma un diglicrido y si se une a tres, un triglicrido.

Los cidos grasos pueden ser saturados (con todos sus enlaces ocupados por hidrgeno) o insaturados (con enlaces disponibles). Las grasas que contienen alta proporcin de cidos grasos saturados tienden a ser slidas a temperatura ambiente, y las que contienen alta proporcin de cidos grasos insaturados tienden a ser lquidas a temperatura ambiente. Hay algunos cidos grasos insaturados esenciales para el ser humano (no los puede sintetizar), como el cido linoleico, que deben ser incorporados en la dieta, en pequeas cantidades. En ocasiones, carbohidratos y protenas son transformados por enzimas en grasas neutras, las que se almacenan como reserva de energa en las clulas del tejido adiposo.

- Fosfolpidos: Los fosfolpidos son los lpidos ms abundantes en los seres vivos y representan el componente primario de las membranas celulares. Tambin estn formados por una molcula de glicerol y dos cidos grasos, y poseen, adems, un grupo fosfato y una base nitrogenada. Los fosfolpidos se caracterizan por ser anfipticos, es decir, una parte de la molcula es hidroflica (interacta con el agua) y otra parte es hidrofbica (repele al agua).

La cabeza de los fosfolpidos es el lugar donde se ubica el grupo fosfato y es hidroflica, mientras que la cola, formada por los cidos grasos, es hidrofbica. Debido a esto, en presencia de medios acuosos los fosfolpidos tienden a disponerse dejando las colas hacia el interior, protegidas del agua, y las cabezas hacia el exterior, en contacto con el agua. En estas condiciones, los fosfolpidos forman bicapas, las que pueden adoptar forma esfrica, como vesculas. Esta ltima es la estructura bsica de la membrana plasmtica y, en general, de todas las membranas celulares.

Estructura bsica de la membrana plasmtica

La estructura bsica de la membrana plasmtica consiste en una bicapa lipdica, formada por fosfolpidos, donde se insertan protenas, algunas de las cuales estn asociadas a carbohidratos (glicoprotenas). Tambin es posible encontrar glicolpidos. Otro lpido abundante en las membranas biolgicas es el colesterol. A este modelo de la membrana, se le denomina mosaico fluido.

- Los esteroides son un grupo variado de molculas que comparten con los lpidos bsicamente su caracterstica de ser insolubles en agua. Entre los esteroides de importancia biolgica estn el colesterol, las hormonas sexuales, las hormonas secretadas por la corteza suprarrenal y las sales biliares. El colesterol es un importante componente de las membranas de clulas animales y de la vaina de mielina.

En ciertos casos, el colesterol forma depsitos en el revestimiento interno de los vasos sanguneos, que pueden bloquear los vasos o reducir su elasticidad, haciendo a las personas susceptibles de sufrir hipertensin, ataques cardacos y apopleja.

cidos nucleicosLos seres vivos poseen dos tipos de cidos nucleicos: cido desoxirribonucleico (ADN) y cido ribonucleico (ARN). Se caracterizan por ser polmeros lineales (como hebras o cadenas) de un monmero llamado nucletido. Para formar las hebras de cidos nucleicos, los nucletidos se enlazanpor sus extremos: la pentosa de un nucletido se une con el grupo fosfato del nuclotido siguiente.

Estructura de un nucletido

Fuente: www.porquebiotecnologia.com.ar/educacion/cuaderno/ec_65.asp?cuaderno=65

Cada nucletido est formado por un azcar pentosa (ribosa en el ADN y desoxiribosa en el ARN) unida a un grupo fosfato y a una base nitrogenada, que puede ser de dos tipos: purina o pirimidina. Las bases purnicas son la Adenina y la Guanina, mientras que las pirimidnicas son la Citocina, la Timina (en el ADN) y el Uracilo (en el ARN).

El ADN es la molcula portadora de la informacin gentica, lo que fue demostrado por Avery y sus colaboradores, en 1944. Su estructura es una doble hlice, segn el modelo propuesto en 1953, por James Watson y Francis Crick. El ARN, en tanto, consiste en una hebra nica de polinucletidos y cumple importantes funciones en la sntesis de protenas a partir de la informacin contenida en el ADN. Una clula tpica contiene 10 veces ms ARN que ADN; sin embargo, el ARN es qumicamente mucho ms inestable que el ADN, puesto que se hidroliza fcilmente en una disolucin acuosa. Existe otro nucletido muy importante denominado Adenosn trifosfato (ATP) que es la fuente de energa primaria de todas las clulas. Este nucletido no forma cadenas y est compuesto por adenina, ribosa y tres fosfatos.

Estructura de ADN

Fuente: Niveles de Organizacin de los Seres Vivos

Los seres vivos, a diferencia de la materia inerte, presentan un alto grado de organizacin y complejidad. Como vimos anteriormente, la unidad estructural de todos los seres vivos es la clula, la que posee bsicamente dos variantes de organizacin (eucaritica y procaritica). Adems, como tambin se dijo, los organismos pueden estar formados por una clula (unicelulares) o por muchas clulas (multicelulares). En cualquiera de los dos casos, las clulas realizan una serie de funciones y procesos, pueden reproducirse y pueden comunicarse con el medio extracelular.

En el caso de los seres multicelulares, los procesos biolgicos del organismo en su conjunto dependen de la accin coordinada de las clulas que los componen. Lo anterior hace necesario que las clulas se comuniquen estrechamente y de manera controlada, para asegurar el mantenimiento de la integridad estructural y funcional del organismo. En la mayora de los organismos multicelulares, las clulas se agrupan y organizan formando tejidos, estos forman rganos y los rganos se organizan en sistemas de rganos, los que, a su vez, se relacionan de diferentes formas en el individuo completo. Cada uno de estos niveles de organizacin se basa en el nivel previo y constituye, a su vez, la base para el siguiente nivel.

Una propiedad muy importante de esta forma organizada en que se estructuran los organismos multicelulares consiste en que en cada nivel de organizacin superior surgen propiedades nuevas, que no posean los constituyentes por separado. De esta forma, se puede decir que el todo (organismo) es mucho ms que la suma de las partes bsicas (clulas). En otras palabras, la estructura y el funcionamiento de un organismo celular es mucho ms compleja de lo que sera la simple agregacin de las clulas. Esta complejidad creciente la otorgan los mecanismos que comunican a una clula con las dems, tanto en los alrededores, como a distancia, y que son la base de la diferenciacin de las clulas en los distintos tipos de tejido y del control de los procesos a nivel de tejidos, rganos y sistemas de rganos.

TejidoEs un conjunto de clulas, no necesariamente del mismo tipo, que estn especializadas en la realizacin de una o ms funciones. Todos los tejidos de un organismo proceden de la divisin y diferenciacin celular que experimenta el cigoto despus de la fecundacin. Inicialmente, en el embrin, se desarrollan tres tipos de tejido (ectodermo, endodermo y mesodermo) de los que se derivan todos los tejidos del organismo. Algunos ejemplos de tejidos en los animales son el tejido epitelial, el tejido muscular, el tejido nervioso y el tejido conjuntivo; mientras que en las plantas, encontramos el parnquima, el xilema y el floema, entre otros.

rganoEs un conjunto de tejidos que realizan una funcin especfica, por ejemplo, el cerebro, el pulmn, el corazn, el hgado y el pncreas.

Sistema de rganosEs un grupo coordinado de rganos que trabajan juntos en determinadas funciones vitales. En los animales encontramos 10 sistemas de rganos, aunque no todos estn presentes en todos los tipos de organismos. Algunos de estos son: sistema muscular, esqueltico, nervioso, circulatorio y excretor.

Organizacin del cuerpo humano

Modificado de: www.escolavesper.com.br/ citologia/citologia.htm

El cuerpo humano posee alrededor de 1014 clulas, organizadas en unos 200 tipos de tejidos y en 10 sistemas de rganos. Autoevaluacin1Cules son los tres hechos principales en que se basa la teora celular?Los tres hechos principales en que se basa la teora celular son: - Todos los seres vivos estn formados por clulas. - Las clulas se producen a partir de clulas preexistentes. - Todos los tipos de clulas tienen muchas caractersticas estructurales y funcionales en comn.

2.- De todas las estructuras celulares mencionadas en esta clase Cules es posible encontrar tanto en las clulas bacterianas como en las clulas animales?Las clulas bacterianas no poseen organelos ni ncleo organizado, por lo que no es posible encontrar en ellas ninguno de los organelos membranosos de las clulas animales. Sin embargo, hay ciertas estructuras que son comunes a ambos tipos de clulas: membrana plasmtica, citoplasma y ribosomas.

3.- Se ha dicho que la difusin simple es un tipo de transporte efectivo solo para ciertos tipos de molculas. Qu tipos de molculas son transportadas por simple difusin? Cules son las limitaciones de este tipo de transporte?La difusin simple ocurre a travs de los espacios libres que hay en las membranas, como por ejemplo los espacios entre fosfolpidos. Estos espacios son de tamao muy reducido y por lo tanto, solo pequeas molculas pueden atravesar la membrana. El etanol, la urea, el agua, el oxgeno y el dixido de carbono son molculas muy simples, de unos pocos tomos.

4.-De acuerdo al siguiente grfico, Cul es la diferencia entre la difusin simple y la difusin facilitada en cuanto a la velocidad de transporte?

En la difusin simple, la velocidad de transporte de la sustancia est en relacin directa con su concentracin [X], mientras que en la difusin facilitada, la velocidad de transporte aumenta inicialmente con un aumento de la concentracin de la sustancia; pero para valores mayores de concentracin, la velocidad aumenta muy poco o se torna estacionaria, lo que se explicara por la saturacin de los canales disponibles para este transporte.

5.-Que es un "tipo celular"?Los organismos pluricelulares presentamos diferentes tipos de clulas, cada uno de del cuales est especializado en una funcin especfica. Adems, cada tipo celular presenta una estructura relacionada con la funcin, y las clulas pertenecientes a un mismo tipo celular tienen un mismo origen embrionario. Algunos ejemplos de tipos celulares son los fibroblastos, que forman parte de tejidos en casi todos nuestros rganos; los hepatocitos, que son clulas especializadas en la detoxificacin de la sangre, entre otras funciones; lo miocitos, que son clulas musculares presentes exclusivamente en el corazn, y que son responsables de las contracciones cardacas, etc. En el ser humano hay cientos de tipos celulares diferentes.

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