Bienvenidos al curso introductorio de primer año de la Fundación Barceló, Facultad de Medicina C.S. Más específicamente al espacio curricular Biología Cedular y Molecular. Esta es una de las áreas que cursarán. en formato virtual, que forman parte del espacio denominado Bases Biológicas y Antropológicas de la Vida. Las profesoras con las cuales van a transitar la cruzada son la profesora Susana de Brum y quien les habla, la profesora Karina Luján.
La bibliografía base vamos a utilizar el libro de Robert Isigip, Biología Celular y Molecular, de Editorial Promet, la decimosexta edición del año 2016. Bien, cuando hablamos de la biología, nosotros vamos a definir primero este concepto básico. Por lo tanto, la biología tenemos en cuenta que es una disciplina científica que tiene como objeto de estudio Toda forma de vida desde el punto de vista de la estructura orgánica de su evolución, así como de la relación intrínseca con el ambiente y con otros organismos. Más concretamente, la biología se ocupa de la descripción de los organismos.
y de sus partes, de su clasificación, de su estructura interna, del funcionamiento de los procesos vitales y del desarrollo de la evolución de la especie. Tengamos en cuenta que todos los seres vivos forman un sistema, es decir, un sistema vivo. Todo sistema vivo, para su funcionamiento óptimo, requiere de materia y energía.
Esa materia y energía, todos los sistemas vivos lo obtienen del entorno. La materia la requieren para... construir el organismo, reparar tejidos dañados, sintetizar macromoléculas orgánicas, componentes celulares y la energía la requieren para llevar a cabo todos esos procesos vitales. Por lo tanto, la materia y la energía la toman del entorno, pero a su vez también devuelven materia y energía a ese entorno.
Por lo tanto, todos los sistemas vivos son sistemas abiertos. Llamamos un sistema abierto a los organismos que intercambian energía y materia con el entorno. con el ambiente que los rodea.
Todos los seres vivos cumplen tres funciones vitales, básicamente y en términos generales. Una es la función de nutrición, que es la que consiste en tomar los alimentos y emplearlos para conseguir, justamente como dijimos hoy, energía y materia para la funcionalidad óptima del organismo. La función de relación, esa función de relación permite percibir y recibir información. información del medio externo así como del medio interno poder reconocer esa información y responder ante ella y la función vital de reproducción que a nivel poblacional la función de reproducción es vital para poder dejar progenia a la cual se le transmiten las características específicas de la especie mediante la transmisión del material genético en un proceso de reproducción y nos permite entonces mantener la especie a lo largo del tiempo evitando esta manera que desaparezca. Por lo tanto, podemos definir a los seres vivos como aquel organismo que tiene una estructura compleja, que se nutre, se relaciona y se reproduce.
Todos los seres vivos comparten características en general y esas características les permiten poder diferenciarse de lo que conocemos como la materia inerte o la materia inanimada, de una roca, del suelo, del aire, del agua. características de los seres vivos las vamos a agrupar en lo que denominamos propiedades de los seres vivos. Si mencionamos las propiedades de los seres vivos, vamos a ver que todos los seres vivos presentan una estructura de una organización. Todos llevan a cabo un proceso metabólico.
Llevan a cabo procesos de homeostasis, el proceso de reproducción, crecimiento y desarrollo, irritabilidad y adaptación. Los seres vivos son estructuras complejas, dijimos altamente organizadas, están conformados por células. Por lo tanto, podemos diferenciar en organismos unicelulares conformados por una sola célula u organismos plurimulticelulares conformados por más de dos o muchas más células. Y requieren, por supuesto, dijimos, el aporte de energía y de materia constante.
Los seres vivos no solamente tienen todas esas propiedades en común, dijimos estructura y organización, metabolismo, reproducción, crecimiento y desarrollo, homeostasis, adaptación, lo que le permite la evolución, sino que también la materia de la cual están confinados. formados, están formados por elementos químicos que se combinan de tal forma que van a dar la conformación o la formación de componentes químicos. Esos componentes químicos podemos diferenciarlos en moléculas orgánicas y en moléculas inorgánicas. como ser el agua, los minerales, las sales, los iones, los carbohidratos o hidratos de carbono, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos.
Dentro del grupo de los ácidos nucleicos nosotros vamos a mencionar dos moléculas esenciales. Uno es el ADN o DNA, que es el ácido desoxirribonucleico, que es la molécula portadora de la información genética de la especie. Y el ARN o RNA o el ácido ribonucleico, que es la molécula nucleotídica que va a mediar la expresión de la información genética mediante la obtención de un producto funcional que son las proteínas.
Bien, dijimos, la primera de las propiedades es la estructura y la organización, por organizar estos niveles de organización. Los seres vivos, entonces, dijimos que presentan conjuntos de estructuras que le posibilitan cumplir con todas las funciones vitales, nutrirse, reproducirse, producirse, moverse, y todos están formados por células. Pueden estar conformados, dijimos, por una sola célula, organismos unicelulares, o pueden estar conformados por más de dos células, muchas, o conformando los organismos multi o pluricelulares. Si hablamos de la materia viva que conforma a un ser vivo, los organismos multipluricegulares son organismos mucho más complejos.
Ahora hagamos una salvedad. La materia conforma a todo lo que nos rodea. El universo está conforme a todo lo que nos rodea.
conformado por materia. Por lo tanto, nosotros vamos a tener la materia inerte o inanimada, así como la materia viva. Esta materia, toda la materia tiene en común que está conformada por una unidad mínima que es el átomo.
El átomo lo podemos definir como la menor porción de materia que es capaz de combinarse para conformar las moléculas. Ahora, todos los átomos a su vez están conformadas por tres partículas subatómicas, protón, neutrón, electrón. Si vamos a la estructura de un átomo, vamos a ver que en un átomo podemos observar dos regiones o dos zonas, una zona central o nuclear.
En esa zona central o nuclear se disponen protón, neutrón y alrededor de esas zonas, zona nuclear, en la zona extranuclear o también llamada corteza, girando alrededor de ese centro vamos a tener los electrones. Los electrones giran alrededor del núcleo del átomo en lo que llamamos los niveles de energía. El átomo se combina con otros átomos que pueden ser de la misma o diferente especie generando lo que conocemos como las moléculas. Las moléculas son los componentes fundamentales de las células y existen moléculas orgánicas y moléculas inorgánicas. En los seres vivos se encuentran una gran variedad de moléculas de estructura y función diversa.
Ahora, macromoléculas son asociaciones de moléculas lo que las hace más complejas. Cumplen funciones esenciales en la célula. Algunas son componentes estructurales, otras cumplen funciones reguladoras y otras actúan como directoras de la actividad celular. Entre las macromoléculas biológicas se destacan las proteínas, los lípidos, los ácidos nucleicos y los hidratos de carbono o carbohidratos como habíamos mencionado. Estos conforman estructuras que se encuentran dentro de la célula que desempeñan funciones específicas que las denominamos organelos.
Ahora, dentro de la materia viva, el primer nivel de organización de la materia es el nivel celular, en donde encuentro a la célula, que es considerada la unidad más pequeña de vida. Podemos definir a la célula como la unidad estructural, funcional y de origen de todo ser vivo. es el nivel tisular o en el nivel en donde encuentro los tejidos, que es una asociación de un grupo de células similares que desempeñan una función específica.
Ahora, el siguiente nivel de complejidad en un organismo multicegular es el nivel de órganos, que por lo general es una estructura normalmente compuesta por varios tipos de tejidos que forman una unidad funcional. Un órgano no actúa por sí solo, sino que combina y coordina su funcionamiento. o más órganos que actúan juntos para realizar una función corporal específica, conformando lo que conocemos sistemas de órganos y aparatos. Y el conjunto de estos sistemas y aparatos va a dar lugar a la conformación de un organismo multi o pluricelular que es un ser vivo individual formado por muchas células.
Entonces, tenemos otro ejemplo en nuestra especie. Dijimos, hay un nivel químico, la combinación de átomos da la conformación de macromoléculas. El nivel celular, un ejemplo que les menciona en la gráfica es la célula muscular. Esta se... combina en células similares para formar un tejido, nivel tisular.
Varios tejidos se combinan para formar un órgano. Ese órgano trabaja en forma conjunta con otros órganos para formar un sistema y ese sistema forma parte de un organismo pluricelular. De esta forma, tenemos que las biomoléculas son las moléculas que conforman a la célula.
Las células se combinan para formar tejidos. Los tejidos forman los órganos. Los órganos son partes de aparatos y sistemas, los cuales permiten la organización de un organismo pluripotente.
multicellular. Los sistemas y aparatos no funcionan de manera aislada, sino que ellos funcionan de manera coordinada y en forma conjunta, permitiendo que este individuo o este organismo multicellular pueda cumplir con todas las funciones. propias de un ser vivo. Y habíamos dicho nutrición, relación y reproducción. Bien, ahora los organismos o los seres vivos en general no viven de forma aislada, sino que también se encuentran dentro de una organización que denominamos niveles de organización ecológicos.
Cuando hablamos de un organismo multi o pluricelular, hablamos de un individuo o un ser vivo individual formado por ese conjunto de sistemas que que le permite funcionar como una unidad. Ahora, un individuo no vive de manera aislada, sino que se relaciona con otros individuos de su misma especie, que son similares a él, en potencialidad pueden cruzarse y dejar descendencia fértil, conformando un nivel de organización ecológico denominado población. La población es un conjunto de organismos de la misma especie que habitan en un área determinada.
Una población de una especie no vive de forma aislada, sino que interactúa con otras poblaciones de especies diferentes, conformando el siguiente nivel de organización ecológico denominado comunidad. Dos o más poblaciones de diferentes especies que viven e interactúan en una misma área geográfica. Ahora, esa comunidad interactúa a su vez entre sí y con el ambiente en el cual se encuentra, lo que vamos a denominar ecosistema. interacción entre la comunidad, entre ellos y entre la comunidad y el ambiente.
Y el conjunto de todos los ecosistemas a nivel planetario da lugar a lo que conocemos como la biosfera, que es la parte de la tierra habitada por todos los seres vivos, incluyendo los componentes vivos e inanimados. Por lo tanto, si tenemos otro ejemplo, vamos a ver qué dijimos. Los elementos químicos que conforman la materia viva los llamamos bioelementos.
Algunos ejemplos que menciona la gráfica, carbón, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre. Se unen o se combinan formando las biomoléculas. Habíamos mencionado biomoléculas inorgánicas como ser agua y sales minerales.
Y las moléculas o biomoléculas orgánicas, carbohidratos, hidratos de carbono, también llamados glucidos, lipios, proteínas. proteínas y ácidos nucleicos. Estas biomoléculas están conformando las estructuras de los orgánulos u organelas que forman el primer nivel de organización que es el nivel celular, las células.
Allí podemos diferenciar dos tipos de células, las prokaryotas y las eukaryotas. Tanto en las prokaryotas como en las eukaryotas vamos a ver que la principal diferencia entre ellas es la ausencia de un núcleo organizado en el caso de las prokaryotas. Son organismos unicelulares y como ejemplo podemos mencionar las bacterias. Y en el caso de las células eucariotas son aquellos organismos que pueden ser unicelulares o pluricelulares, pero que tienen en común un núcleo organizado.
Y dentro de ese núcleo se encuentra el material genético. Bien, las células se van a agrupar para formar los tejidos, estos se agrupan para formar los órganos, los órganos se agrupan o se organizan para formar aparatos y sistemas. Y el conjunto forma un ser vivo.
pluricelular. Allí tenemos los niveles de organización ecológico, habíamos dicho población, ecosistema, biosfera. Y entre la población y el ecosistema se menciona muchas veces también la comunidad. Población, comunidad, ecosistema y biosfera.
Bien, entonces los niveles de organización en forma conjunta. Como para que no quede duda, tenemos partículas subatómicas, electrones, protones y neutrones, se combinan para formar la unidad de toda materia, que son los átomos. Estos se organizan entre átomos iguales o diferentes moléculas.
cuales cuando tienen una alta cantidad de óptimos y una mayor complejidad forman las macromoléculas, que se organizan en grupos subceulares formando los organelos. Estos organelos se agrupan morfológicamente y funcionalmente en lo que llamamos las células. Las células agrupadas.
Agrupan de manera que tienen similitud estructural, funcional y embronaria en tejidos. Los tejidos de distintas clases forman un órgano. Cuando cumplen con sus funciones diversas en forma integrada en el organismo forman un sistema. Y cuando se agrupan para cumplir con todas las funciones de un ser vivo, estructuran al organismo.
Si coexisten en un mismo lugar un grupo de organismo, hablamos de una población. Esta población debe ser de una misma especie con la capacidad de dejar progenies fértil. interactuar con otras poblaciones de distinta especie, tanto animal como vegetal, conformando la comunidad. La comunidad que interacciona con el ambiente, clima, flora, fauna, constituye el ecosistema.
Los ecosistemas también pueden diferenciarse en grupos característicos de flora, fauna, clima, ambiente geográfico, distribución geográfica que forman biomas, no siempre se los menciona, pero pueden encontrarlo en la bibliografía y estos biomas a nivel planetario entonces conforman la biosfera, el último nivel de organización de los cerebrismos. Bien, otra propiedad que habíamos mencionado es la reproducción que lo vamos a relacionar con el crecimiento y el desarrollo. Todos los organismos se reproducen y en términos generales solamente vamos a mencionar que existe una reproducción de tipo asexual.
en donde a partir de un único organismo se fragmenta o se fisiona ese organismo original generando dos nuevos individuos semejantes al que le dio origen. Y la reproducción sexual. en donde vamos a tener organismos que presentan dimorfismo sexual, vamos a diferenciar en hembras y machos, estos individuos son portadores de las células sexuales o gametos sexuales, en nuestra especie vamos a hablar del óvulo y de los espermatozoides, óvulo en el caso femenino, espermatozoides en el caso de la célula sexual masculina, la que cuando se produce el proceso de fecundación y se fusiona la célula sexual masculina con la célula sexual femenina, que llamamos un huevo cigoto. Ese huevo cigoto tiene que aumentar de tamaño y tiene que aumentar en el número de células. Y eso es lo que nosotros denominamos crecimiento.
En sentido biológico definimos al crecimiento como el aumento del tamaño celular, del número de células o de ambos. Ahora, no solamente crece ese huevo cigoto, sino que también se desarrolla. Y el desarrollo incluye todos los cambios que ocurren.
durante la vida de un organismo desde que se origina hasta que muere. En el caso del ser humano, dijimos, sin ir más lejos, inicia como un óvulo y un espermatoide, o sea, como un óvulo fecundado, dando origen a un organismo con las características específicas de la especie. Por lo tanto, vamos a ver que crecimiento y desarrollo van de la mano, pero el crecimiento es limitado, se crece hasta una cierta etapa de la vida, pero el desarrollo va a dar origen desde que nos originamos, un óvulo fecundado dijimos, a lo largo de todas las etapas de la vida de un individuo hasta que éste muere, como todo ser vivo, cumpliendo un ciclo vital.
Otra de las propiedades es el metabolismo. Dijimos que todos los seres vivos requieren de materia y energía para mantener justamente su grado de complejidad, la organización, para crecer, para reproducirse. Los átomos y las moléculas que forman el organismo, son los que forman la energía. organismos, como habíamos mencionado hoy, los pueden obtener del aire, del agua, del suelo o a partir de otros organismos. Por lo tanto, vamos a definir al metabolismo como el conjunto de las reacciones químicas que se llevan a cabo a nivel de la célula y que permiten su crecimiento.
conservación y reparación. Vamos a poder diferenciar en dos tipos de procesos metabólicos, anabolismo y catabolismo. El anabolismo es un proceso de síntesis. A partir de moléculas inorgánicas con aporte de energía se obtiene un producto que son moléculas orgánicas. Y en el proceso catabólico es un proceso de degradación.
A partir de moléculas orgánicas que ingresan en una serie de reacciones químicas, estas moléculas se desplazan. degradan, se desdoblan, liberando la energía química que contienen en sus enlaces y obteniendo como producto moléculas inorgánicas. Si vemos en una gráfica, vamos a ver que el anabolismo, son reacciones de construcción o de síntesis de moléculas orgánicas y el catabolismo son reacciones químicas de degradación o desdoblamiento de moléculas orgánicas. Bien, cuando... hablamos de la síntesis de moléculas orgánicas, partimos de moléculas simples o moléculas inorgánicas.
Estas con aporte de energía se producen esas reacciones de síntesis o procesos anabólicos y generan moléculas orgánicas, o lo que en la gráfica le llama moléculas grandes o de mayor complejidad. Cuando se toma la energía en esas reacciones anabólicas, ese aporte de energía energético es lo que llamamos una reacción de tipo endergónica. Y esa energía, que es energía química, se va a conservar en forma de reserva entre los enlaces de los elementos químicos que conforman a la molécula orgánica que obtenemos como producto de esas reacciones anabólicas.
Y a su vez tiene acoplada una reacción de tipo endotérmica. Bien, esas moléculas orgánicas vamos a ver que ingresan en una reacción de degradación. es decir, en reacciones catabólicas. Y las reacciones catabólicas van a permitir que mientras las moléculas orgánicas rompen los enlaces, liberan la energía química contenida que va a ser utilizada en otra reacción de síntesis, obteniendo como producto moléculas inorgánicas.
Por lo tanto, la liberación de la energía química en esas reacciones catabólicas implica una reacción de tipo exergónica. Se libera energía. Y esa energía aparte se libera como calor, por lo tanto hablamos de una reacción de tipo exotérmica.
Para poder ejemplificar de forma más clara, vamos a ver la siguiente imagen en donde tenemos dos procesos. Uno es el proceso fotosintético. Este proceso fotosintético se lleva a cabo en las células vegetales, es decir, en todas las plantas que son organismos autótrofos. Las sustancias inorgánicas que tienen como sustancias iniciales de la reacción anabólica son dióxido de carbono y agua. El aporte energético es dado por la fuente de energía solar y esa energía solar es captada por el pigmento clorofiliano, que es el que le da el color verde característico a las plantas, y lo convierte en energía química en ese conjunto de reacciones anabólicas.
El producto que obtengo de la fotosíntesis es la formación de hidratos de carbono. Más específicamente glucosa, la que se combina luego con otras moléculas de glucosa para conformar moléculas mucho más complejas, como puede ser el almidón. Bien, y otro de los productos que se liberan es oxígeno. Ahora, esas moléculas orgánicas son ricas en energía, que a nivel celular, más específicamente en las mitocondrias, en donde ocurre la respiración celular, estas moléculas orgánicas se catabolizan. Se metabolizan o se degradan por completo, obteniendo la liberación de dióxido de carbono, que es un desecho a nivel celular, y la formación de agua.
Y una de las consecuencias más importantes de la respiración celular es que cuando se libera el aire, se libera el dióxido de carbono. energía química contenida en esta molécula orgánica que es la glucosa, obtenemos síntesis de moléculas energéticas. Esas moléculas energéticas se conocen como ATP o adenosine trifosfato.
Siempre que hay procesos catabólicos, hay procesos anabólicos. Son reacciones que se dan de forma alternada y en forma conjunta para conformar el metabolismo. La homeostasis es la propiedad por la cual los seres vivos se mantienen vivos y funcionan correctamente. Entonces, mantienen la constancia del medio interno de su cuerpo en relación a las condiciones del medio externo.
Algunos ejemplos que podemos mencionar es la termorregulación. es la regulación del calor y el frío, y la osmoregulación, que es la regulación, por ejemplo, de agua y iones en la que participa el sistema urinario o excretor principalmente. La irritabilidad es la capacidad de detectar y responder estímulos. Estos estímulos pueden ser cambios físicos y químicos del medio externo o interno del organismo.
Si hablamos de un organismo unicelular, toda la superficie... el individuo va a responder ese estímulo. En cambio, en los organismos multi o pluricegulares, vamos a ver que existen células que se encargan de detectar un estímulo determinado y son las que van a reaccionar ante ese estímulo. Por ejemplo, si podemos ver que el individuo Podemos observar que todos los seres vivos tienen irritabilidad.
En el caso del ojo, cuando tenemos una luz muy intensa, en la región del ojo, en su centro, tenemos la pupila que puede o contraerse para reducir el ingreso de las de luz o dilatarse en caso de estar en un ambiente poco iluminado. Hay organismos que van a huir de la luz y hay otros que se encuentran. como atraídos por una fuente luminosa.
En el caso de los vegetales, por ejemplo, podemos observar que hay vegetales que cuando se encuentran en una flora muy profusa, crecen de manera atípica para poder llegar a la fuente del estímulo que es la energía solar, por ejemplo. Otros organismos tienen irritabilidad cuando se los toca en forma de protección, se cierran. Un ejemplo clásico son los bichobolitas.
O en el caso de un vegetal, como por ejemplo drosophila, que es una planta que cuando hay insectos que tocan el interior de sus hojas, estas se cierran y secretan enzimas para digerir previamente ese organismo que ingresó y al contacto se van a cerrar. La adaptación es la capacidad que tiene una especie de ajustarse al ambiente y le permite sobrevivir en un mundo que se encuentra en constante cambio. Estos ajustes o adaptaciones se vuelven permanentes y al volverse permanentes se transmiten a la siguiente generación.
Es la única forma en que una especie puede sobrevivir. Aquel organismo o aquella especie que se adapta a las condiciones ambientales es el que va a tener la posibilidad de dejar progenie fértil y de mantenerse a lo largo del tiempo, es decir, evoluciona. En cambio, aquellos organismos que no pueden adaptarse a las condiciones del ambiente, por lo general desaparecen, perecen.
Hay diferentes tipos de adaptación. Simplemente a modo de ejemplo, podemos mencionar los cactus, por ejemplo, que la superficie foliar, es decir, las hojas que comúnmente conocemos en un árbol, se han reducido en un ambiente en donde las temperaturas son muy elevadas, como si fueran espinas. Entonces, de esa manera evita la pérdida de agua. Según las condiciones...
En condiciones ambientales también puede haber una adaptación fisiológica o funcional. Por ejemplo, hay organismos que viven en ambientes de aguas marinas o en ambientes marinos. Por lo tanto, para evitar el exceso de sal, presentan glándulas de sal que elimina ese exceso de su cuerpo. Y hay otras que son etológicas o de comportamiento, como por ejemplo las danzas de cortejos de muchas aves, que de esa forma compiten por las mejores hembras para poder aparearse y dejar progenies fuertes.
Bien, la teoría celular entonces es aquella que identifica y describe las propiedades de la célula. como la unidad básica de la vida que a través de un proceso de partición o división celular da paso a la existencia de nuevas células. Es uno de los principios básicos de la biología. Por lo tanto, los principios básicos de la teoría celular Son, primero, que todos los organismos están compuestos por células, una o más, por lo tanto hablamos que es unidad estructural. Segundo, que la célula es la unidad de vida más pequeña y cumple con todas las funciones propias de un ser humano.
un ser vivo, por eso hablamos de una unidad fisiológica. Tercero, las células se forman a partir de otras células preexistentes. Todas las células se originan de otra célula, por lo tanto es unidad de origen. Y cuarto, cada célula contiene y transmite a la siguiente generación toda la información hereditaria, por lo tanto es unidad hereditaria o unidad genética. La estructura de la célula es una consecuencia entonces de la organización de las moléculas en un orden preciso.
La materia incluso, la que constituye los organismos más complejos, está constituida por combinaciones de elementos. Y los elementos químicos que integran... a la materia viva son los mismos que integran al mundo inanimado o el mundo inerte.
Esto quiere decir que la materia viva tiene una composición química particular que es la diferencia de la materia viva. la materia inerte o inanimada. Si observamos la gráfica de la izquierda con respecto a la gráfica de la derecha, vamos a ver que están conformadas ambas materias por elementos químicos.
Los elementos químicos pueden ser los mismos, nada más que va a variar en la materia viva la concentración de esos elementos químicos y la forma en que esos elementos químicos se combinan para formar lo que conocemos como las biomoléculas o moléculas orgánicas, así como las moléculas Cérculos inorgánicos que coman a la materia viva. Los bioelementos son los elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Esos bioelementos se pueden clasificar en tres grupos o categorías.
Bioelementos primarios. Bioelementos secundarios y bioelementos que se denominan oligoelementos. Los bioelementos primarios son aquellos que se encuentran en la materia viva en mayor proporción. Prácticamente de la masa total representan en lo que se llama el oligoelemento.
96, 97 o 98% de la biografía que la menciona de esta forma. ¿Cuáles son esos bioelementos primarios? El carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno y además en menor proporción fósforo y azufre.
Los bioelementos secundarios se encuentran en una variación de entre el 2 al 3% de la materia viva. También son esenciales en la presencia de las funciones vitales de los organismos. como por ejemplo magnesio, calcio, sodio, potasio, cloro, pero son bioelementos que se encuentran en menor proporción y por lo general se encuentran en estado ionizado. Y un grupo que se denominan oligoelementos que son indispensables para el funcionamiento o el desarrollo armónico del organismo, pero que tienen que estar presentes en una proporción de menos del 0,1% en la materia viva, ya que una proporción superior a la de la materia viva es un poco más grande. superior puede resultar nocivo o tóxica para el organismo.
Algunos de ellos pueden ser hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor, yodo, boro, etcétera, por mencionar algunos ejemplos. Si hablamos de la materia viva en los seres vivos en general, en el gráfico de plato que tenemos hacia la imagen de la izquierda, hay una mayor proporción, que es un ángulo de color celeste, que representa el porcentaje de la materia viva. porcentaje hídrico que compone la materia viva.
Nosotros vamos a ver que hay organismos que varían entre el 65, 70 hasta un 90 por ciento de contenido hídrico y el resto está conformado por composición de moléculas orgánicas y de moléculas. inorgánicas, sales y moléculas pequeñas. Dentro de las moléculas orgánicas, las que se encuentran una mayor proporción en la materia viva son las proteínas, ya que estos polipeptidos cumplen una amplia variedad de funciones. Le continúan los ácidos nucleicos, dijimos ADN y ARN, una menor proporción de hidratos de carbono, que son fuente principal de energía, y una menor proporción de lípidos. organismo, ese contenido hídrico vamos a ver que varía entre el 90% a un 70 o 65%.
Los niños por lo general son los que mayor contenido hídrico tienen. Un adulto joven tiene un promedio de 70% de contenido hídrico y un adulto mayor tiene un poquito menos, un 65%, pero siendo el contenido de agua el de mayor proporción o composición de la materia viva. Por lo tanto, si hablamos de las características de los seres vivos, repasemos que todos los seres vivos están conformados por células, pudiendo organizarse en organismos unicegulares o pluricegulares. Todos los seres vivos...
tienen una composición química similar, que están formados por elementos químicos denominados bioelementos, dijimos carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y en menor proporción fósforo y azufre, así como otros bioelementos, pero estos bioelementos primarios se... se combinan y se organizan en las sustancias denominadas las biomoléculas. Las biomoléculas pueden ser, dijimos, orgánicas, que son las exclusivas de los seres vivos, hidratos de carbonos o glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, y las biomoléculas inorgánicas que también están presentes en la materia inerte, así como en la materia viva, dijimos, aguas y sales minerales.
Todos los seres vivos nacen y mueren y todos los seres vivos realizan las funcionalidades de nutrición. nutrición, relación y reproducción. Bien, tengamos en cuenta que la unidad mínima de vida y por lo general son de tamaño, ¿por qué son pequeñas las células?
Las células deben captar alimento y otros materiales a través de la membrana. Y deben eliminar los productos de desechos generados en las distintas reacciones metabólicas rápidamente antes de que estos se acumulen hasta niveles tóxicos. Los intercambios con el ambiente se realizan a través de las superficies eléctricas.
celular y los materiales intercambiados deben difundir por todo su volumen. Cuando un objeto aumenta su tamaño, la superficie y el volumen no aumentan proporcionalmente. El volumen aumenta mucho más que la superficie. Es decir, si la superficie aumenta al doble, el volumen aumenta al cuádruple. Y esto reduce la eficiencia de la difusión como mecanismo para transportar nutrientes y desperdicios.
Mientras más grande la célula, más se aleja su interior de la membrana. Si el de crecimiento celular se hace continuo si arriba una instancia en donde se alcanza un punto crítico y la única forma de fortalecer el equilibrio metabólico es aumentando la superficie celular, lo que las células consiguen dividiéndose por mitosis o división celular y esta relación establecida por Spencer se la conoce como factor mitógeno. La forma varía al igual que el tamaño, nosotros vamos a ver que hay dos tipos de formas de la célula, las formas variables que son las células que constantemente cambian de forma y según cumplan sus diversos estados fisiológicos. Por ejemplo, un glóbulo blanco leucocito en la sangre por lo general tiene forma esférica, pero en los tejidos... cuando tienen que trasladarse ante la posibilidad del ingreso de algún microorganismo, pierden su forma original.
Ahora, hay otras células que tienen una forma estable, regular o típica, y es la forma que... ellas adaptan los organismos multicelulares y se debe a la forma en que se han adaptado para cumplir ciertas funciones en determinados tejidos u órganos. En esa forma vamos a tener las llamadas isodiamétricas, como ser células de formas esféricas o boides cúbicas, formas aplanadas, alargadas, estrelladas. Veamos imágenes de algunos ejemplos.
Entonces vamos a tener formas esféricas, como el caso del óvulo, en la imagen A, formas aplanadas, vamos a tener formas alargadas, tienen forma fusiforme con extremos abusados, formas cúbicas, formas cilíndricas, ramificadas, como es el caso de la cebolla. células nerviosas, formas bicóncavas, como en el caso de los eritrocitos. Es decir, tener una amplia variedad de formas dependiendo de su función y de su ubicación.
¿Cómo se estudia la célula a ser una estructura tan pequeña? por lo general las células por lo general tienen un tamaño que varía entre 0,2 0,3 micrómetros hasta unos 150 micrómetros bien habíamos mencionado el micrómetro un micrómetro lo podemos definir y esta es su forma en que se expresa simbólicamente el micrómetro como la milésima parte de un milímetro es mil veces más pequeño que un milímetro una unidad de medida menor al micrómetro es el nanómetro y un ano lo podemos definir como la milésima parte de un micrómetro. Y una menor medida tenemos que es el ámstrom. Un ámstrom es la undécima parte de un nanómetro.
Y de esa forma, por ejemplo, los virus pueden medir hasta 300 nanómetros. Una célula animal o una célula vegetal puede tener una medida que varía entre los 10 micrómetros y los 100 o 150 micrómetros. Orgánicas pueden medir menor a un nanómetro.
Por lo tanto, el elemento esencial para poder aumentar tantas veces el tamaño de una célula como se requiere para hacer la estructura son los microscopios. Por eso hay una ciencia que se denomina microscopía. Y lo primero que vamos a definir que es la resolución. La resolución es la capacidad de un microscopio para distinguir objetos separados por pequeñas distancias. Los microscopios tienen lo que llamamos un límite de resolución, así como el ojo humano también lo posee.
Y ese límite de resolución... lo vamos a definir como la mínima distancia entre dos puntos para que se vean separados. En el caso de un límite de resolución del microscopio óptico, este llega a 0,25 micrómetros. Y el límite de resolución del microscopio electrónico, el óptimo, es de 0,20 nanómetros, pero en la práctica se puede conseguir entonces de 1 a 2 Amstrons.
El ojo humano tiene 100 micrómetros como límite de resolución o 0,1 milímetros. Es decir, que cuanto menor es el límite de resolución, mayor es la capacidad de estudio del sistema. Bien, hablábamos entonces en un microscopio óptico y en un microscopio electrónico. El microscopio óptico utiliza dispersión de rayos de luz.
Necesita una fuente de luz y una luz que incida sobre el material a observar. Utiliza lentes de vidrio, puede lograr un aumento de la luz. entre 500 a 2.500 veces el aumento y puede observarse o imágenes en blanco y negro o también si se utilizan técnicas de tensión imágenes a color y también se puede observar imágenes en vivo y también es fácilmente totalmente transportable, porque no solamente lo podemos obtener sobre una mesada, sino también sobre una mesa y lo podemos llevar de un lugar a otro, lo que no ocurre con la microscopía electrónica. La microscopía electrónica requiere de una dispersión de electrones utilizando bobinas electromagnéticas.
La ventaja es que puede aumentar 30.000 veces o hasta un millón de veces el tamaño de lo que se observa. No se puede observar material en vivo y por lo general no se pueden observar material en la vida. pueden utilizar técnicas de tinción para observar imágenes a color. Veamos una imagen de diferencia entre un microscopio óptico que es fácilmente transportable, dijimos que utiliza lentes de vidrio, y un microscopio electrónico que requiere de bobinas electromagnéticas.
¿Cuál es la diferencia esencial? Una de ellas es la imagen. Si podemos observar en la gráfica, obtenemos como ejemplo el polen de una planta.
El polen en el caso del microscopio óptico se puede ver con límites difusos, pero en un microscopio electrónico puedo ver detalles de la superficie de ese grano de polen. Un microscopio óptico es fácilmente transportable. Cualquiera que tenga una formación básica lo puede utilizar para poder montar materiales a observar, pero en cambio la microscopía electrónica... La microscopía electrónica requiere de una ambientación específica, de una habitación que le permita mantener toda esa infraestructura en un lugar fijo.
Y por lo general la microscopía electrónica suele ser manejada por un único individuo que realiza la fotografía. realiza una especialización específica en microscopía electrónica. En la microscopía electrónica también podemos diferenciar dos tipos de microelectrónicos. Un microscopio electrónico de transmisión, que es el que me va a permitir obtener imágenes planas de estructuras y permite observar hasta macromoléculas, detalles ínfimos de estas estructuras, y un microscopio electrónico de barrido que me permite obtener imágenes tridimensionales. Por lo tanto, se puede observar solamente células completas.
Habíamos mencionado entonces que en el caso de la microscopía óptica se puede hacer observación en vivo, es decir, de material vivo, en cambio en la microscopía electrónica no. Hay algunos ejemplos que podemos observar. Mi grupo.
óptica podemos observar tejido vegetal y vemos el detalle del límite de la célula vegetal que es la pared celular podemos observar en este caso bacterias un grano de polen un organismo unicelular como un paramecio o un tripanosoma Podemos observar también organismos invivos, dijimos, como pueden ser larvas de insectos u otros tipos de tejidos mediante diferentes técnicas se logran diferentes tipos de imágenes. Y en cambio, la microscopía electrónica vamos a obtener, por ejemplo, en la imagen de la izquierda, un microscopio electrónico de transmisión me permite esta imagen plana como si fuera una fotografía de una mitocondria. En su interior puedo ver los detalles de estas organelas, que son las crestas mitocondriales, por ejemplo.
Y en la imagen de la derecha, en un microscopio electrónico de barrido, tengo una imagen tridimensional de esta célula, que es un glóbulo blanco. Entonces veamos el microscopio electrónico de transmisión. Vemos detalles internos de una célula vegetal.
Se puede observar el núcleo, cloroplastos, mitocondrias. en la periferia el detalle de la pared celular, detalles de la estructura que denominamos aparato de Golgi. Si observo una imagen de la derecha tengo el detalle de la envoltura nuclear. el interior del núcleo y podemos observar que esa envoltura nuclear no es continua, sino que presenta interrupciones que se denominan poros.
Otras imágenes que podemos obtener, entonces, por ejemplo, imágenes de bacterias con microscopía de transmisión, virus, una bacteria fagocitada. Y si observo en el microscopio electrónico de barrido, puedo ver imágenes tridimensionales. En este caso, tenemos insectos como ser ácaros, que no son visibles a simple vista. Las formas bacterianas son bien claras, hongos. Hoy día hablamos de un parásito, el tripanosoma.
Otro tipo de ceblas, dijimos glóbulos blancos. Vamos a ver ejemplos de un glóbulo rojo y un glóbulo blanco, como la imagen de la derecha. Glóbulo rojo, glóbulo blanco, espermatozoides, la estructura de la piel humana. Y se pueden ver detalles de esta manera. La microscopía me permite aumentar tantas veces como sea necesario el tamaño de lo que observo para obtener detalles según mi objeto.