TEMA 7

EL ORIGEN DE LA VIDA

La biología es la ciencia que estudia a los seres vivos pero la vida y los seres vivos son términos difíciles de definir.

Antes se decía que un ser vivo era un organismo que nace, crece, se reproduce y muere. Pero hoy día se ha visto que esto no es totalmente cierto pues como por ejemplo hay organismos que no mueren, si no tan sólo se dividen y otros parece ser que no son seres vivos pero son capaces de responder a estímulos.

Características de los seres vivos

• Complejidad: Cualquier ser vivo es mucho más complejo que cualquier materia no viva por muy simple que sea este pues su materia sigue una estructura compleja.

• Capacidad de intercambiar materia y energía con el medio: Los seres vivos necesitamos hacer una serie de acciones para las que necesitamos la energía.

• Capacidad de reproducción: Son capaces de dar origen a otros animales similares a ellos.

• Responden a estímulos: Reacción a cambios físico-químicos en el medio externo e interno.

Los seres vivos tienen unas propiedades que les permiten vivir y perpetuar su especie:

• Nutrición

• Reproducción

• Relación

Los seres vivos crecen debido a que cogen materia y a partir de ella crea materia propia.

El origen de la vida

Hay varia hipótesis para explicar el origen de la vida:

• La primera hipótesis que se dio creía que los seres fueron creados por un acto sobrenatural como pueden ser los dioses.

• La creación espontánea habla de que los seres vivos fueron creados a partir de la materia inerte espontáneamente. Existen dos vertientes:

• Idealista: Los seres vivos nacen a partir de la materia inerte pero mediante un impulso vital, esta hipótesis es parecida a la anterior.

• Mecanicista o materialista: Niega la existencia de ese impulso vital y dice que la vida es una propiedad de la materia y dice que la vida es una propiedad de la materia y se manifiesta cuando hay unas características determinadas.

• Panspérmica: La vida procede del universo donde existen unos gérmenes de vida. Hoy día esta hipótesis no se descarta.

• Química celular: dice que la vida aparece en la Tierra a partir de la materia inorgánica y a partir de unas condiciones que no se dan en la actualidad. Consta de varias etapas:

• Etapa de evolución química: en una Tierra con una atmósfera reductora distinta de la actual y en los océanos primitivos, a partir de la materia inorgánica se van uniendo y formando materia orgánica.

• Evolución prebiótica: en ese océano la materia orgánica simple se va uniendo y va formando polímeros con capacidad para desarrollar reacciones metabólicas. Los primeros polímeros son las proteínas. Una proteína ideal es el ARN que puede intervenir en reacciones metabólicas y es capaz de transmitir información.

TEMA 8

LA EVOLUCIÓN

La evolución son los cambios que se han producido en las especies a lo largo del tiempo, la evolución es lineal y siempre va hacia delante.

• Hasta el siglo XIX los científicos eran partidario del fijismo que consistía en que las especies se crearon al principio de los tiempos y que no han cambiado desde entonces.

• En el siglo XVIII Linneo, que dice ser un fijista, clasifica a los seres vivos y le da una nomenclatura binomial que indica el parentesco entre unos y otros por lo que se empieza a pensar en evolución. Su nomenclatura consiste en escribir una primera palabra con mayúscula que indica el género y otra que indica el nombre de la especie.

• Cuvier apoya el fijismo con el catastrofismo que habla de la creación de las especies y su desaparición con los cataclismos, se habla de que el último de los cataclismos fue el diluvio universal y que los fósiles son los restos de los cataclismos. Esta teoría tiene mucha fama debido a su promulgador.

• A su vez aparece el evolucionismo: Las especies van cambiando y las especies actuales son el resultado de unos cambios.

• Lammark fue el primer evolucionista y su teoría dice que las especies proceden de especies anteriores que se modifican y que las variaciones son debidas al uso y desuso de los órganos. Los caracteres adquiridos a lo largo de la vida se heredan. Esta teoría no tiene una buena acogida por las pocas virtudes visibles de su autor.

• A mediados del XIX Darwin continua con el evolucionismo hablando de que el motor de la evolución es la selección natural, que en cada generación hay un gran número de variaciones y que es la naturaleza la que elige los individuos más aptos.

• En la actualidad la teoría más aceptada es la teoría sintética o neodarvinista:

• Esta se basa en la teoría de Darwin pero explicada a través de la genética, la sistemática y la paleontología. Nos explica que la transformación se debe a mutaciones (cambios en los genes o cambios de frecuencia en los genes)

• Sistemáticamente la evolución viene en la especie. Hay dos tipos de especiación:

• Especiación Simpátrida: Se produce cuando se forma una especie dentro de un área y tienden a ocupar nichos ecológicos distintos.

• Especiación alopátrida: La especiación requiere un aislamiento geográfico.

• Neolamarquismo: está basada en la teoría de Lammark teniendo en cuenta la genética: se produce por aparición de genes nuevos consecuencia de las variaciones del medio.

• Teoría de los equilibrios puntuales: La evolución se produce a saltos:

• Micro evolución: en periodos de tiempo dilatados aparecen pequeños cambios en las poblaciones y da origen a razas.

• Macro evolución: en periodos cortos hay grandes cambios.

• Existen muchas pruebas que aprueban la evolución:

• Prueba de la sistemática: la sistemática agrupa a los organismos en categorías, llamadas taxones, de acuerdo con sus semejanzas y diferencias:

Reino Filos o divisiones clases órdenes familias géneros especies

Al reflejar tales semejanzas se refleja la historia evolutiva de los grupos ya que se utiliza como criterio las relaciones entre sí y con sus antepasados. Estas relaciones se pueden representar en árboles genealógicos.

• Prueba paleontológica: La paleontología se ocupa del estudio de los fósiles. La presencia y la distribución en los estratos de los restos de las floras y las faunas extinguidas demuestran la existencia de un proceso de cambio a lo largo del tiempo. Se han encontrado numerosas formas puente o eslabones entre dos grupos de seres distintos. El estudio de estas historias evolutivas ha permitido comprobar la creciente complejidad que van adquiriendo las especies.

• Prueba de la anatomía comparada: Analizando la anatomía de distintas especies se ve como algunas presentan un parecido esquema estructural. Esto prueba una homología entre órganos que deben haber tenido un mismo origen. Los órganos análogos son los que presentan semejanzas por desempeñar una misma función pero que tienen un origen totalmente distinto. Los órganos vestigiales son los que no realizan ninguna función y que sin embargo están presentes en individuos generación tras generación y que ponen de manifiesto el parentesco evolutivo.

• Prueba embriológica: existen grandes similitudes en el desarrollo embrionario de los grandes grupos de vertebrados. Prácticamente en todas las especies s encuentran caracteres ancestrales que desaparecen durante el desarrollo embrionario.

• Prueba de la bioquímica comparada: La bioquímica es la ciencia que estudia los compuestos químicos que constituyen los seres vivos. El análisis comparativo de estas moléculas en distintos organismos ha aportado datos que también apoyan la verosimilitud del proceso evolutivo. En primer lugar, el hecho de que toda la vida esté basada en los mismos tipos de moléculas hace pensar en un origen común. Además, cuando se compara la secuencia de aminoácidos de una determinada proteína, o la secuencia de nucleótidos de su ADN, se encuentran mayores o menores semejanzas en función del grado de parentesco evolutivo. Las hormonas y las hemoglobinas también nos aportan datos.

• Prueba de la adaptación: esta prueba consiste en una microevolución ocurrida con la polilla moteada y que fue comprobada por Kettlewell verificando que las polillas claras eran comidas más rápidamente por los pájaros ocurriendo así una selección natural.

• Prueba de la distribución geográfica: A estudiar la distribución de las especies vivientes del planeta se comprueba que, en general, éstas no tienen una presencia uniforme en todos los continentes, a pesar de que en éstos existan hábitats apropiados para su desarrollo. Esto puede explicarse evolutivamente si se considera la existencia de barreras geográficas o la mayor o menor eficacia de los mecanismos de dispersión o locomoción de los organismos, que habrán colonizado diversos territorios a partir de la zona original de evolución de cada especie.

• Prueba de la domesticación: Las razas de seres vivos utilizados por el hombre son el resultado de cruces, selección artificial, La actividad agrícola o ganadera desarrollada a lo largo de miles de años es una prueba de cómo se produce la variabilidad de las formas de los organismos por mecanismos de selección controlados.

• Las adaptaciones son las variaciones en las características que permiten vivir a los individuos aun con condiciones ambientales adversas. Se distinguen tres grupos de adaptaciones:

• Estructurales: son cambios en la forma del cuerpo del individuo para adaptarse al medio como por ejemplo la forma de las patas, la desaparición de los ojos, etc.

• Fisiológicas: modificaciones en el funcionamiento interno. Ej. : Orina casi sólida en animales desérticos.

• Cromáticas: adquisición de colores que permiten camuflarse, cazar o engañar. Ej. : camaleón.

TEMA 9

LA EVOLUCIÓN DE LOS HOMÍNIDOS

Teorías sobre el origen de la humanidad

• Lammarck:

• Darwin: escribe “El origen del hombre” diciendo que desciende de un hombre antropoide de África. Esto crea controversia por que era embrutecer al hombre. Afirma que hace más de 10 millones de años existió en África un antepasado común de hombre y de los grandes primates.

Homínidos e historia de la evolución del hombre

El hombre proviene de los homínidos, un grupo de primates no arborícolas que adquiere una serie de características:

Locomoción bípeda: hace 3,6 Ma podían andar a dos patas, esto provocó varios cambios:

Variación de la columna vertebral

Variación de los huesos de la pelvis.

Variación de la base del cráneo.

Cambio en la forma de las extremidades anteriores, extremidades anteriores más cortas con manos prensibles que son utilizadas para fabricar utensilios.

Hay un progresivo aumento del tamaño del cerebro. Ej. : Australopithecus: 400-500 cm3 Homo sapiens sapiens: 1200 - 1500 cm3.

• El homínido más antiguo conocido es el Ardipithecus ramidus (4,4 Ma) encontrado en Etiopía. Son muy primitivos, vivían en masas boscosas y abundantes en agua, tenían una dieta parecida a la del chimpancé, esto se sabe por sus dientes.

• El Australopithecus afarensis (3,6 Ma) -Luci- Tenía locomoción bípeda, esto se sabe por los huesos de la pelvis, la columna y las extremidades, ya había un dimorfismo sexual. Tenía fuertes cresta supraorbitales y crestas óseas a lo largo de todo el cráneo donde se asentaban los fuerte músculos masticadores. Tenía un acentuado prognatismo. Este vivía en las sabanas y estaban ligados al agua. A partir de él se forman 2 ramas. Unos gráciles y otros robustos:

• Los gráciles se representan por el Australopithecus africanus (Sudáfrica) Eran omnívoros y carroñeros.

• Los robustos se extienden por toda África y se distinguen en tres grupos: de los que se ha hecho un género nuevo por sus características comunes, Paranthopus.

• Australopithecus aethiopicus

• Australopithecus robustus

• Australopithecus boisei

• Hace 3 millones de años aparece en África el género homo que parece ser que convivió con el Australopithecus.

• Homo hábilis: Descubierto por Luis Leakey en la garganta de Olduvai. Aparece hace 2,5 Ma y se extingue hace 1,6 Ma. Fabrica los primeros utensilios. Tiene fuerte prognatismo y arcos supraorbitales muy salientes y dentición parecida a la humana, son carroñeros. Su volumen craneal es de 600 a 800 cm3.

• Homo erectus: Aparece hace 1,8 Ma y desaparece hace 200.000 años. Utiliza utensilios más perfeccionados y el fuego. Es bípedo, con prognatismo, frente pequeña hacia atrás, arcos salientes y fuertes mandíbulas, tiene un cráneo de 800 a 1000 cm3. Puede que fuera el primero en abandonar África.

• Homo sapiens: El hombre de Atapuerca: en el yacimiento de Atapuerca se ha encontrado el homo antecesor que es el elemento de transición entre los homínidos y los homo. 800.000 años. Tienen canibalismo. Se forman 2 grupos:

• Homo sapiens neanderthalensis: vivió en Europa desde la última glaciación, la de Würm hace 200.000 años, y hace 35.000 años desapareció. No se sabe si fue por la competencia con el hombre de cromagñon o por que fue asesinado por este. Tenía un aspecto muy primitivo, era fuerte, músculos, sin mentón, y cráneo alargado hacia atrás con una capacidad de 1400 cm3. tenía frente huidiza y pequeña y con una dentición parecida a la actual, crea la industria musteriense.

• Homo sapiens sapiens u hombre de cromagñon: aparece hace 40.000 años en Europa y es el hombre moderno, con cráneo grande y globoso (1200 a 1500 cm3) tiene cara plana, sin prognatismo, y con mentón fuerte, arcos no muy desarrollados y frente plana y vertical. Desarrolla todo el arte rupreste. Se han encontrado restos de más de 60.000 años y otros con 100.000 años por lo que su origen pudo ser de hasta 150.000 años o más. Hay tres hipótesis para explicar el origen del homo sapiens sapiens:

• Aparece en África y se extiende.

• Descendientes del homo erectus se extienden y evolucionan de manera indiferente, por ello se crean las distintas razas.

• Pueden ser las dos cosas a la vez.

TEMA INÉDITO

COMPUESTOS DE LOS SERES VIVOS

Compuestos de los seres vivos

• Los seres vivos están formados por elementos químicas. No todos los elementos se encuentra en los seres vivos y tampoco en la misma proporción. Se le llama elementos biogénicos o bioelementos a los elementos que forman el cuerpo de los seres vivos:

• Bioelementos primarios: forman el más del 95% de los seres vivos. (C, H, O, N)

• Bioelementos secundarios: (P, S, Ca, Mg, Na, K, Cl)

• Oligoelementos: están en una proporción ínfima en los seres vivos pero son imprescindibles. En grandes cantidades son tóxicos.

• Fe: Hemoglobina

• Cu: Hemocianina

• Mn: Clorofila

• I: Tiroxina

• Bo: Crecimiento de plantas

• Si: caparazón de las algas

• Li: normal desarrollo del sistema nervioso.

Moléculas

El carbono es el elemento más importante en los seres vivos debido a que este puede unirse y separarse fácilmente del H y del O y además consigo mismo, tiene un peso molecular bajo. Estos elementos están agrupados en moléculas también llamadas biomoléculas o principios inmediatos que forman nuestro cuerpo:

• Principios inmediatos inorgánicos: moléculas que forman el cuerpo de los seres vivos pero que además también se encuentran fuera de estos.

• Agua

• Es el principal componente de los seres vivos pues forma parte del 75% del cuerpo. El agua es algo imprescindible para la vida y la creación de esta. La cantidad de agua en el individuo depende de la especie, la edad y del órgano.

• De la especie: cada especie tiene una cantidad de agua propia.

• Edad: Los individuos más jóvenes tienen un porcentaje más elevado de agua que los de mayor edad.

• Órgano o tejido: los tejidos de más actividad biológica tienen más agua que los de menor actividad. Por ejemplo el cerebro es el órgano de más agua en el ser humano y la capa de grasa es la de menor porcentaje en agua.

• El agua tiene unas características particulares debido a su estructura molecular:

• Al ser el O un elemento muy electronegativo atrae con más fuerza a los electrones lo que crea que la molécula del agua sea casi bipolar aunque es neutra, estro crea un enlace débil entre las moléculas de agua llamado enlace puente de H.

• Es un estupendo disolvente: en su seno se realizan todas las reacciones químicas del ser vivo y es un estupendo transportador de materiales.

• Alto calor específico: regula la Tª de nuestro cuerpo actuando como un termorregulador.

• Alto calor de vaporización: permite que podamos rebajar la Tª por sudor.

• Elevada tensión superficial: la cohesión entre sus moléculas es bastante fuerte lo que permite que el citoplasma se pueda deformar, y que la savia pueda ascender.

• Sales minerales: en los seres vivos están en forma de sales formando los huesos, los dientes, las conchas, las uñas, etc. Pero están descompuestas en iones, es decir, cationes y aniones:

• Aniones: Cl-, CO3-, COH3-, PO4-, SO42-.

• Cationes: Ca2+, Mg2+, K+, Na+

Las sales minerales desempeñan tres funciones:

• Regulación de los procesos de Osmosis: la osmosis es el paso del agua a través de una membrana semipermeable para igualar la concentración de disoluciones a los lados de la membrana. La presión se llama presión osmótica. La membrana plasmática al ser semipermeable tiene que estar en un medio isotónico (de igual concentración de sales) para poder vivir, las sales minerales regulan esto.

• Regulación del PH del medio: el PH mide los iones H+ de un medio de 0 a 14. El 7 es neutro, de 0 a 7 es ácido y de 7 a 14 es básico, es decir, con pocos iones. Las reacciones biológicas se producen a un PH determinado y las sales regulan esto.

• Acción específica de los cationes: Hay iones, sobretodo cationes, que tienen una acción determinada y sin ellos esta acción no se puede realizar.

• Principios inmediatos orgánicos:

Glúcidos o hidratos de Carbono, aunque esta última forma no es muy correcta. Están compuestos de C, H y O en los que H y O están en proporción 2-1 pero no forman agua. Su fórmula general es Cn (H2 O)n o más correctamente Cn H2n On. Los glúcidos más sencillos son los monosacáridos seguidos por los disacáridos y los polisacáridos. Los glúcidos pueden tener dos funciones, la energética, pues al oxidarlos obtenemos energía, y estructural, pues pueden formar parte del cuerpo.

• Monosacáridos: Su fórmula es Cn H2n On pudiendo haber de 3 a 7 C. Son solubles en agua, cristalizables, blancos y dulces. Químicamente son un polialcohol que se pueden agrupar con un grupo aldehídos (aldosas) o con un grupo de cetona (cetosas). Carbonos asimétricos: son C con sus 4 valencias unidas a radicales diferentes. Las posición de las moléculas respecto a estos carbonos no es indiferente pues serían compuestos distintos.

• Triosa: Se compone de tres C. Es un derivado de la glicerina, es decir, el propanotriol.

• Aldotriosa: sustituye un alcohol por un aldehído. Ej: gliceraldeido:

• Cetotriosa: sustituye un alcohol por una cetona. Ej: dihidroxicetona:

• Tetrosas: no vamos a conocer ninguna.

• Pentosas:

• Aldopentosas: Ej: ribosa y desoxirribosa que es parecida pero pierde un O en el 2C.

• Cetopentosa: ribulosa

• Hexosas:

• Aldohexosas: glucosa y galactosa

• Cetohexosas: Fructosa

• Estas fórmulas son ciertas cuando se encuentran en estado sólido. Pero cuando están disueltas las aldopentosas y todas las exosas forman anillos. Estos anillos se producen por la formación de un puente de O entre el C con el grupo aldehído o cetona y el último C asimétrico. Ejemplos:

Ciclo de la glucosa:

Ciclo de la galactosa:

Ciclo de la fructosa:

• A partir de esto la fórmula real no podría ser esa pues la distancia entre los C es la misma que la que hay entre los C y el O que hace de puente. La molécula adopta una forma en el espacio que puede se un anillo de 5 vértices (furanosa) o de 6 vértices (piranosa). Para poder formular esto se coloca el O en el vértice superior a la derecha colocando los carbonos en sentido de las agujas del reloj y colocando los grupos funcionales de la izquierda hacia arriba y los de la derecha hacia abajo excepto cuando se llega al C 4 en las pentosas o al 5 en las hexosas en el que se produce un giro de tal manera que los grupo funcionales se invierten.

• Ribofuranosa (ribosa)

• Glucopiranosa (glucosa)

• Galacpiranosa (galactosa)

• Fructofuranosa

• Disacáridos: Se forman por la unión de 2 monosacáridos con pérdida de una molécula de agua. Son blancos, dulces, solubles en agua y se pueden descomponer en monosacáridos. En general se forman por 2 hexosas.

C6 H12 06 + C6 H12 O6 C12 H22 O11 + H2 O

• Maltosa: azúcar de malta, proviene de la descomposición de polisacáridos y se forma por dos glucosas

• Lactosa: Azúcar de la leche. Formado por glucosa y galactosa.

• Sacarosa: Azúcar común. Formado por glucosa y fructosa.

• Polisacáridos: Se forman por la unión de n moléculas de monosacáridos con pérdidas de n-1 moléculas de agua. No son dulces y tampoco solubles en agua o difícilmente solubles. Pueden ser energéticas o estructurales:

• Energéticas:

• Almidón: reserva de hidrocarburos en los vegetales. Están formadas por muchas moléculas de glucosa y forman dos tipos de cadenas. Si entra en contacto con el yodo se tiñe de azul.

• Amilosa: Cadenas lineales enrolladas en forma de hélice.

• Amilopectina: cadenas ramificadas

• Celulosa: está formada por moléculas de glucosa lineales, dispuestas en paralelo y muy apretadas formando fibras. Forman la pares de la célula vegetal.

Lípidos: formados por C, H y O y además pueden tener P, N o S. Son de composición muy variada además de ser insolubles en agua pero sí solubles en disolventes orgánicos. Son untuosos al taco y desempeñan diversas funciones. Al descomponerse liberan energía, el doble de energía que los glúcidos por ello son una gran reserva que se encuentra en nuestro cuerpo. También son estructurales formando partes de membrana celulares. Algunos pueden ser vitaminas (vitamina A) o hormonas (hormonas sexuales) Muchos están formados por ácidos grasos. Un ácido graso es una cadena de hidrocarburos par, larga y con un grupo ácido. Su fórmula general es CH3 - (CH2)n - COOH

Ácido butílico: CH3 - CH2 - CH2 - COOH

Ácido palmítico: CH3 - (CH2)14 - COOH

Ácido esteárico: CH3 - (CH2)16 - COOH

Ácido oleico: CH3 - (CH2)7 - CH = CH - (CH2)7 - COOH

• Los lípidos se clasifican en varios grupos:

• Grasas: también llamados triglicéridos son lípidos que proporcionen energía y se pueden almacenar formando una capa de reserva. En estado natural las grasas de los animales son sólidas y la de los vegetales líquidas. Esas grasas forman un depósito bajo la piel y aíslan térmicamente y almacenan energía. Las grasas se forman por esterificación de la glicerina por 3 moléculas de ácido graso.

• Tripalmitina (glicerina + 3 ácidos palmíticos)

• 2 moléculas de ácido oleico y 1 ácido esteárico.

• Ceras: lípidos simples que se forman por esterificación de un alcohol de cadena larga y un ácido gras de cadena larga. Las ceras al ser hidrófobas se pueden encontrar por ejemplo en la piel de la fruta, en el oído, el los panales de las abejas, en la lana de las ovejas, en las plumas de aves acuáticas.

Las cadenas hidrocarbonadas son hidrófobas (insoluble en agua) y el grupo alcohol o ácido es hidrófilo (soluble en agua). Por lo que las ceras son insolubles en agua.

• Fosfolípidos: están formados por la esterificación de la glicerina con 2 moléculas de ácido graso y una molécula de ácido fosfórico.

Los fosfolípidos al tener una parte hidrófila y otra hidrófoba son los componentes fundamentales de la membrana celular creando una doble capa en la que entre ellas hay proteínas.

• Lípidos isoprenoides: son un grupo muy variado que tiene en común un hidrocarburo de 5 C llamado isopreno que es muy complejo. Existen 2 grupos:

• Esteroides: formados por varias cadenas de isopreno formando anillos. Ej.: Vitamina D, colesterol, ácidos biliares, hormonas sexuales, hormonas de las cápsulas supranerrales.

• Terpenos o carotenoides: Están formados por cadenas lineales de isopreno con muchos dobles enlaces de los que deriva sus característicos colores vivos. Ej.: Carotina (rojo-naranja), xantofila (amarillo), vitamina A.

• Las proteínas: también llamadas prótidos, están formadas por C, H, O y N fundamentalmente pero pueden tener S, P e Fe. Son las biomoléculas orgánicas más abundantes en el cuerpo de los seres vivos. Tienen principalmente una función estructural y aunque son tan energéticos como los glúcidos al producirse su descomposición se produce NH3 (amoniaco) que es difícil de desechar del cuerpo y muy tóxico para este. Las proteínas están formadas sobretodo por aminoácidos.

Los aminoácidos son compuestos simples formados por un radical y un grupo amino y otro carboxilo (ácido) de ahí su nombre. Estos se unen a un C del radical. El aminoácido es común a todas las proteínas y lo que hace distintas proteínas es el tipo de radical. Sólo 20 aminoácidos forman las proteínas y no todos podemos fabricarlos si no que necesitamos comer algunos. Cuando 2 aminoácidos se unen forman el dipéptido, cuando se unen tres el tripéptido, cuando son más de tres el polipéptido y si son más de 100 forman una proteína.

Los aminoácidos se unen mediante el enlace peptídico y se produce por la unión del grupo amino de uno y el grupo ácido de otro, perdiendo una molécula de agua.

Características de las proteínas: las proteínas son muy específicas, algunas son comunes a toda la especie o a especies próximas y a medida que disminuye la semejanza entre las especies las proteínas se diferencian más. Hay proteínas exclusivas de cada individuo, lo que determinas sus caracteres.

La especificidad de las proteínas viene determinada por su estructura lo que establece la función de la proteína. La estructura de una proteína es la forma en la que esta se ordena que viene fijada por el nº de aminoácidos, la clase y el orden de estos en la proteína. Esto va a provocar que entre los radicales de los aminoácidos se produzcan atracciones y repulsiones, eso conlleva que la cadena se repliegue sobre si misma y adopte una forma tridimensional y dicha forma determina la funcionalidad de la proteína. Existen proteínas formadas por una sola cadena polipeptídica y otras formadas por varias.

A veces ocurre que las proteínas pierdan su estructura, y por lo tanto su funcionalidad, por cambios en las condiciones físico-químicas. Esto es llamado desnaturalización y puede ser de dos tipos.

• Reversible: la proteína pierde su actividad porque pierde la estructura pero puede recuperarla.

• Irreversible: la proteína pierde su estructura y por lo tanto su funcionalidad permanentemente.

Funciones de las proteínas:

• Son estructurales: colágeno, queratina.

• Son transportadoras: Hemoglobina

• Función contráctil: Miosina, actina

• Reserva: ovo albúmina

• Defensa: Inmunoglobulina

• Enzimas

• Ácidos nucleicos: Principios inmediatos orgánicos formados por C, H, O, N y P. Llevan la información para la síntesis de las proteínas. Existen dos tipos:

• ARN: Ácido ribonucleico.

• ADN: Ácido desoxirribonucleico.

Están formadas por cadenas de nucleótidos:

• Ribonucleótidos: forman el ARN

• Desoxirribonucleótidos: forman el ADN

Un nucleótido está formado por ácido fosfórico, una pentosa y una base orgánica nitrogenada.

• Ácido fosfórico:

• Pentosa: Ribosa o desoxirribosa.

• Base orgánica nitrogenada:

• Base pirimidínica: Son la Citosina, la Timina y la Uracilo. Derivadas del núcleo de l pirimidina.

• Base púrica: son la Adenina y la Guanina. Son derivadas del núcleo de la purina.

Las diferencias más notables entre los distintos ácidos nucleicos son:

• Diferencias en la localización:

• El ADN se localiza en el núcleo formando filamentos, filamentos de cromatina, que cuando la célula va a dividirse se enrollan y forman los cromosomas. También se puede encontrar en menor número en la mitocondria y en los plastos.

• El ARN se encuentra en el núcleo y el citoplasma. Hay tres clases de ARN.

• ARN mensajero: ARNm, se forma en el núcleo y de allí pasa al citoplasma.

• ARN ribosómico: ARNr, forma los ribosomas junto con algunas proteínas.

• ARN transferente: ARNt, se encuentra en el citoplasma.

• Diferencia en la estructura:

• El ARN está formado por una cadena de ribonucleótidos sencilla y corta. La representación de la cadena sería: (P: ácido fosfórico, R: ribosa, A: adenina, G: guanina, U: uracilo, C: citosina)

• El ADN está formado por una doble cadena de desoxirribonucleótidos en los que los nucleótidos de un lado se enfrentan unos contra otros pero siempre un pirimidínica con una púrica y entre esas bases se establece un enlace por puentes de H. 2 puentes entre la adenina y la timina y 3 entre la citosina y la guanina. Esta doble cadena se enrolla en forma de hélice.

• Diferencias en la función:

• El ADN lleva toda la información del individuo, es decir, para formar todas las proteínas que este necesita. La información viene dada por la secuencia de bases en la cadena de ADN.

• El ARN ejecuta las órdenes del ADN y cada tipo de ARN desempeña una función diferente:

• El ARNm se forma en el núcleo copiando un trozo de ADN, un gen, y pasa al citoplasma y va hasta los ribosomas.

• El ARNr lee la cadena del ARNm y va uniendo los aminoácidos en el orden que dice este formando una proteína.

• El ARNt recoge los aminoácidos del citoplasma y los lleva a los ribosomas para formar las proteínas.

Formación de las proteínas: primero el ADN se desenrolla por un gen que es copiado por el ARNm (trascripción) el ARNm va al citoplasma y allí los ribosomas se colocan en un triplete de bases al que se une un ARNt que lleva consigo un aminoácido y que al unirlo a otro aminoácido va en busca de un aminoácido compatible con él. El ribosoma se mueve de forma que va leyendo todos los tripletes del ARNm y creando una proteína (traducción)

División celular: antes de la división celular el ADN se duplica (duplicación o replicación) esto ocurre porque cada célula necesita las mismas moléculas de ADN. Esto es llamado duplicación semiconservativa pues en las cadenas existe una cromatina antigua y una nueva.

Mutación: la mutación es un error en la duplicación del ADN y existen enzimas para corregir esto pero si no es así se produciría una proteína diferente que provocaría una reacción grave sobretodo si se cambia un aminoácido básico por uno ácido o viceversa.

TEMA NO EXPLICADO

LA CÉLULA

• La célula:

La célula es la unidad fundamental de los seres vivos con vida propia. Estas están formadas por los principios orgánicos. Existen dos tipos:

• Procariotas: son las más primitivas (bacterias y móneras) y carecen de núcleo.

• Eucariotas: son las más evolucionadas. Están formadas por una membrana celular, el citoplasma, un núcleo y orgánulos con estructuras y funciones diferentes. Existe una gran diferencia entre células animales y vegetales.

• Aparato de Golgi: Formado por conjuntos de membranas dispuestas en grupos de sáculos aplastados y apilados (los dictisomas), comunicados entre sí y con otras partes de retículo endoplasmático. Las numerosas vesículas que emergen de elles por gemación son los lisosomas. Tiene la misión de “empaquetar” las enzimas para la digestión celular y funciones secretoras en los animales y algunos vegetales.

• Diplosoma: Está constituido por dos centriolos situados perpendicularmente entre sí. El conjunto de los centriolos, la esfera translúcida que los rodea y la serie de filamentos que irradian de ella, denominadas áster, forman el centrosoma o citocentro. Este orgánulo, que es exclusivo de las células animales, se sitúa siempre cerca del núcleo, rodeado por el aparato de Golgi. Interviene en los movimientos celulares y polariza la división celular.

• Citoplasma: Se sitúa por fuera del núcleo y por dentro de la membrana citoplasmática.

• Citosol: Conjunto del agua y de todas las sustancias solubles del citoplasma.

• Citoesqueleto: Conjunto de microtúbulos y microfilamentos dispuestos libremente en el citoplasma. Dan forma a la célula y están relacionados con el movimiento celular.

• Plastos: Orgánulos exclusivos de los organismos autótrofos, que se caracterizan por su capacidad de sintetizar pigmentos y de biosíntesis y por acumular sustancias de reserva.

• Cloroplastos: Orgánulos bimembranosos de diferente morfología, exclusivos de los organismos autótrofos. Su membrana interior se diversifica en un sistema de sáculos membranosos, denominados tilacoides, que cuando se apilan en grupos constituyen los grana. En ellos se sitúa la clorofila y es donde se realiza la fase luminosa de la fotosíntesis. El hueco interior se denomina estroma y está ocupado por una molécula de la fotosíntesis. El hueco interior se denomina estroma y está ocupado por una molécula de ADN circular, plastorribosomas y diversas moléculas.

• Endosoma: Vesícula membranosa que engloba los materiales capturados por endocitosis y se desplaza hacia el interior del citoplasma.

• Gránulo de secreción: Vesícula cargada de sustancias fabricadas en la célula que se liberarán al exterior por exocitosis.

• Lisosoma: Orgánulo membranoso esférico, originado en el aparato de Golgi. Contienen enzimas y constituyen el complejo digestivo de la célula. También son el medio para eliminar sustancias inservibles o secreciones por exocitosis.

• Membrana plasmática o celular: Capa formada básicamente por proteínas y lípidos que aísla la célula del entorno y controla el intercambio de sustancias con el exterior. Las membranas del interior de la célula y las de los orgánulos membranosos también son lipoproteicas.

• Mitocondria: Orgánulo bimembranoso de forma variada, cuya membrana interna está plegada y constituye las crestas mitocondriales. Su espacio interior se denomina matriz. Alberga una molécula de ADN circular, mitorribosomas y diversos sistemas enzimáticos.

• Núcleo: Estructura de forma variada. Habitualmente es esférico y único, y está limitado por una doble membrana llena de poros. Contiene la cromatina y el nucléolo, situados en un medio líquido o nucleoplasma. Dirige la síntesis de proteínas y es el protagonista de la división celular.

• Nucléolo: Masa esponjosa y densa de ARN y otras moléculas. El ARN es sintetizado por zonas muy concretas de ciertos cromosomas y posteriormente sale al citoplasma para formar los ribosomas. Siempre hay al menos un nucléolo.

• Peroxisomas: Estructuras esferoidales aisladas por membranas, que contienen enzimas capaces de transformar y degradar sustancias.

• Retículo endoplasmático: Conjunto de membranas que rellenan el interior del citoplasma. Delimitan cavidades cerradas que se comunican entre sí. Si presenta ribosomas adheridos sobre su superficie se le denomina retículo endoplasmático rugoso (RER). En caso contrario se le conoce como retículo endoplasmático liso (REL) o agranular. La misión del RER es intervenir en la síntesis de proteínas y en su exportación hacia el aparato de Golgi o los peroxisomas. El REL actúa como sistema de transporte, almacenamiento y síntesis de sustancias.

• Ribosomas: Orgánulos formados por dos subunidades macizas de ARN y proteínas. Intervienen en la síntesis de proteínas. Además de en el citoplasma (libres y sobre las membranas del RER) se encuentran en el interior de las mitocondrias y los cloroplastos.

• Pared celular: Es característica de las células vegetales. Está constituida por fibrillas de celulosa que forman una trama inmersa en una matriz amorfa de hemicelulosa, pectina y lignina.

TEMA 10

EL ORIGEN DE LOS ORGANISMOS PLURICELULARES: LOS TEJIDOS

A medida que la célula realiza el metabolismo el metabolismo crecen, pero esta está en función del radio por lo que el volumen de la célula aumenta en una proporción directa al cubo del radio (r3) y la superficie al cuadrado (r2). Debido a esto pasado llega un punto en el que la membrana queda pequeña y no cubre las necesidades de la célula por lo que esta se divide. En principio la célula se dividía y creaba dos seres unicelulares diferentes pero debido a que el mayor tamaño es una ventaja, en la evolución las células al dividirse se agrupaban formando colonias. Los organismos coloniales están formados por varias células iguales agrupadas. (Ej.: género volvox). Cuando la colonia madura aparece una pequeña especialización. Un grupo de células se dedicaba a reproducirse (polo animal) y otros no (polo animal).

En el proceso evolutivo se originan en el agua los primeros seres pluricelulares. Las talofitas o la organización del tipo talo, como son las algas, que viven en el agua y están formados por células de características idénticas presentando diferenciaciones morfológicas.

Cuando las plantas pasan a la Tierra. Las briofitas (musgos) no llegan a tejidos y tienen poca especialización y están muy ligadas al agua.

Después aparecen las pteridofitas (helechos) con una mayor especialización y un poco más independientes del agua.

Por último aparecen las Cormofitas en las que su cuerpo se denomina cormo que forma tejidos con células muy especializadas.

Un tejido es un conjunto de células con estructura determinada y que realiza una función determinada, son característicos en los animales y los vegetales.

Los tejidos se agrupan formando órganos.

Los órganos se agrupan formando aparatos.

Los sistemas están formados por un solo tejido extendido por todo el cuerpo y realiza una función.

• Los tejidos vegetales

Están formados para cubrir las necesidades de las plantas al colonizar la tierra. En la tierra el agua y las salles están en el suelo por lo que tiene que hacer tejidos conductores. En la tierra la poca densidad del aire exige tejidos de sostén para mantenerse erguida. En la tierra la temperatura y los fenómenos atmosféricos son muy variables por lo que la planta necesita tejidos protectores. Etc. Los tejidos se localizan en la raíz, las hojas y el tallo. Existen varios tipos de tejidos:

• Meristemo o tejidos embrionarios

Son los únicos tejidos cuyas células pueden dividirse, sus células se van multiplicando y se van especializando formando los tejidos. Son células pequeñas con núcleo grande y una membrana delgada o sin ella y no están especializadas.

• Primarios: también llamados apicales se encuentran en el extremo de la raíz y el tallo y producen el crecimiento de la planta en longitud.

• Secundarios: aparecen en plantas mayores de un año y hacen que crezcan en grosor.

• Cámbium: se encuentra en el cilindro central de la raíz y el tallo. Cuando se multiplican hacia el exterior crean vasos liberianos (floema) y hacia el interior vasos leñosos (xilema).

• Felógeno: se encuentra en el cilindro cortical de la raíz y el tallo. Cuando se multiplican hacia el exterior crean tejido suberoso y hacia el interior parénquimas.

• Tejidos adultos o definitivos

No se multiplican y proceden de los meristemos.

• Parénquimas o tejidos parenquimáticos: es muy abundante, está formado por células redondeadas de vacuolas grandes. Tienen funciones diferentes según su localización.

• Parénquima clorofílica o tejido asimilador: tienen gran cantidad de cloroplastos, están en todas las partes verdes de la planta y al tener clorofila realizan la fotosíntesis.

• Parénquima en empalizada

• Parénquima lagunar

• Parénquima de reserva: están en las partes no verdes de la planta (tallo y raíz) tiene gran cantidad de aminoplastos que no tienen clorofila sino almidón.

• Parénquima aerífera: Existe en las plantas que se cubren de agua. Sus células dejan huecos con aire.

• Parénquima acuífera: formado por células que almacenan agua, típico de sitios secos.

• Tejidos protectores: rodea a la planta y la protegen de las variaciones del medio.

• Tejido epidérmico: forma la epidermis de la planta, rodea las partes jóvenes de la planta (hojas, frutos, tallos jóvenes). Está formada por una capa de células alargadas y aplastadas que no tienen clorofila y están recubiertas de cutina, lo que las hace impermeables, que se acumula sobretodo hacia el exterior formando la cutícula. A veces las células prolongan formando pelos que ayudan a una mayor recepción de agua. Entre las células de la epidermis existen los estomas que regulan la entrada de gases abriendo y cerrando el ostiolo. Está compuesto de dos células estomáticas que se abren cuando la hoja está turgente.

• Tejido suberoso: se encuentran en partes viejas como son los tallos o la raíces viejas. Está formado por células cuya pared exterior se impregnan de suberina que es muy impermeable y mata a las células que pueden conservar aire. Esto crea varias capas de células muertas, pero el interior necesita intercambiar gases lo que se realiza a través de las lenticelas que son conductos de células vivas que conectan al exterior.

• Tejidos mecánicos o de sostén: permiten a la planta estar erguida y le dan flexibilidad.

• Colénquima: formado por células vivas alargadas rodeadas de celulosa sobretodo en los ángulos . Se encuentran en tallos jóvenes y proporcionan flexibilidad a la planta.

• Esclerénquima: es un tejido muy duro y resistente. Se encuentra en el tallo de plantas adultas. Son células muertas debido a que están impregnadas de lignina.

• Fibras o fibras esclerenquimatosas: son alargadas y están muy englobadas de lignina.

• Pétreas o petrosas esclereidas: células pequeñas y redondeadas impregnadas en lignina. Características de huesos de fruta o cáscaras duras.

• Tejidos conductores

• Xilema o leño: Transportan el agua con sales minerales procedente de la raíz (savia bruta) hasta las partes verdes de la planta. Está compuesto de distintas clases de células:

• Vasos leñosos: tubos formados por células muertas que han perdido el tabique de separación entre ellas. Tienen una pared muy resistente reforzada con lignina. La capa de lignina no es continua si no que puede formar anillos (vasos anillados), espirales (vasos espiralado) o retículos (vaso reticulado).

• Fibras: hacen de sostén para los vasos.

• Parénquimas: elemento de relleno entre vasos.

Existen dos tipos de xilema:

• Primario: Formado a partir de los meristemos primarios.

• Secundario: Formado a partir del cámbium.

• Floema o liber: Conduce la savia elaborada (con materia orgánica) desde las partes verdes hasta toda la planta. Está compuesto de varios tipos de células:

• Fibra: elemento de sostén.

• Parénquima: relleno.

• Vasos liberianos: células vivas dispuestas una a continuación de otra formando un tubo en el que el tabique de separación de las células está agujereado. En el otoño una sustancia llamada calosa impide la circulación taponando la criba hasta que en primavera se reanuda la circulación.

• Células acompañantes: células que se encuentran al lado de las células liberianos que producen sustancias necesarias para estas. Si la célula liberiana se daña, la célula acompañante la sustituye.

Existen dos tipos de floema:

• Primario: Formado a partir de los meristemos primarios.

• Secundario: Formado a partir del cámbium.

• Tejidos secretores: Agrupaciones de células que están distribuidas por toda la planta. Producen sustancias de desecho pero que a veces sirven a la planta.

• Células secretoras: están intercaladas en la epidermis y producen sustancias que expulsan al exterior que, por ejemplo, sirven para evitar la transpiración o para crear aromas atrayentes.

• Glándulas o bolsas secretoras: cavidades limitadas por células conectadas al exterior. Las células al producir sustancias las expulsan a la cavidad que se vacía por cualquier manipulación.

• Tubos resiníferos: tubos localizados en toda la planta por los que circula la resina. Esta a veces actúa como cicatrizante.

• Tubos laticíferos: tubos que conducen una sustancia lechosa llamada látex.

• Tejidos animales.

Los tejidos animales están formados generalmente por células vivas a diferencia de las plantas. Tienen una gran diferencia entre tejidos. En algunos casos hay sustancias entre las células.

• Tejidos epiteliales

Están formados por células unidas unas con otras, es decir, no tienen huecos entre ellas.

• Epitelio de revestimiento: tejidos que recubren distintas partes del cuerpo, interiore y exteriores.

• Epitelio de células planas: compuesto de células aplastadas que recuerdan a la estructura de las baldosas del suelo.

• Epitelio de células planas monoestratificadas: Forman el endotelio que recubre varios órganos por dentro.

• Epitelio de células planas pluriestrificadas: Varias capas de células planas. Tapizan órganos de comunicación exterior. Están sobretodo en la piel en la que las células del exterior están muertas debido a que están impregnadas por queratina.

• Epitelio de células cilíndricas: epitelio compuesto de células con forma cilíndrica que tapizan distintos órganos.

• Epitelio de células cilíndricas ciliadas: Tienen cilios que retienen el polvo. Se encuentran en los tubos respiratorios.

• Epitelio de células cilíndricas con microvellosidades: Están en las paredes del intestino delgado con microvellosidades a la luz del tubo para absorber más.

• Epitelio glandular: forma las glándulas que son agrupaciones celulares que producen una serie de sustancias que vierten hacia el exterior o el interior del cuerpo.

• Glándulas exocrinas: vierten su contenido al exterior del cuerpo (y el interior del aparato digestivo). Ej.: salivales, sudoríparas, sebáceas, mamarias, gástricas, etc.

• Glándulas endocrinas: Vierten su contenido en la sangre, producen hormonas. Ej.: Tiroides, glándulas sexuales, hipófisis, cápsulas suprarrenales.

• Glándulas mixtas: Son endocrinas y exocrinas a la vez. Ej.: páncreas.

• Tejidos conectivos

Son tejidos muy variados con distintas funciones. Se caracterizan por que sus células no se unen unas con otras. Tiene tres componentes:

• Matriz o sustancia intercelular: consistencia variada.

• Células: varían según el tejido.

• Fibras:

• Colágenas: compuestas de colágeno. Son una capa de varias fibras. Son gruesas, tan tenaces como el hacer y muy flexibles pero no elásticas.

• Elásticas: compuestas de elastina. Son mas finas y muy elásticas.

• Reticular: Formada de colágeno en forma de red.

Los tejidos conectivos se dividen en:

• Tejido conjuntivo: Actúa de elemento de relleno y unión entre tejidos. Recubre los cartílagos y los huesos y forma los tendones e incluso la córnea. Tienen una matriz semisólida y varios tipos de células:

• Fibroblastos o fibrositos: son las células más abundantes. Tienen colágeno y sustancia intercelular. Son de aspecto estrellado.

• Histiocitos o macrófagos: son células grandes y con función fagocítica. Contienen de los tres tipos de fibras.

• Linfocitos: función defensiva.

• Adipocitos: contienen grasa.

• Melanocitos: contienen melanina.

• Tejido adiposo: es parecido a una variedad de tejido conjuntivo pero con muchos adipocitos. Actúa como reserva energética, aislante térmico y factor de protección frente golpes. Se sitúa bajo la piel formando el panículo adiposo. Forma el tuétano de los huesos y rodea órganos.

• Tejido cartilaginoso: tienen una sustancia intercelular muy sólida y flexible con lagunas o cavidades donde se sitúan los condroblastos o condrocitos. Con fibras colágenas y elásticas en su interior. Al no tener vasos sanguíneos el alimento les llega de una capa de tejidos conjuntivo, llamado pericondrio, que lo rodea.

• Tejido óseo: forma los huesos y está formado por:

• Matriz ósea: es dura y consistente compuesta de materia orgánica y sales minerales, sobretodo carbonato cálcico y fosfato cálcico).

• Fibras: tiene sobretodo fibras colágenas. En los huesos más jóvenes existe mayor cantidad de colágenos.

• Células:

• Osteoblastos: células jóvenes que producen el colágeno.

• Osteocitos: células vivas pero que no tienen actividad.

• Osteoclastos: destruyen el hueso viejo para sustituirlo.

Los tejidos óseos se dividen en dos grupos:

• Tejido compacto: es duro y consistente y forma la parte exterior de todos los huesos y la diáfisis de los huesos largos. Es un tejido formado por una especie de prismas microscópicos unidos entre ellos llamados osteosomas. Estos tiene canales en su interior llamados canales de Havers por los que vasos sanguíneos y nervios. Alrededor de estos canales se dispone la matriz formando la laminilla ósea. Entre estas están las lagunas óseas conectadas entre sí mediante canales calcóforos. En el interior de las lagunas se encuentran los Osteocitos. También existen canales que unen los canales de Havers entre sí llamados conductos Volkmann.

• Tejido esponjoso: se encuentra en el interior de los huesos y en la epífisis de los huesos largos. Tiene laminillas óseas en todas direcciones formando una recta. En los huecos está la médula ósea roja que es el órgano hematopoyético.

• Tejido sanguíneo: Consuelo duda de que sea un tejido y además lo vamos a ver mas adelante.

• Tejido muscular

Es el responsable de todos los movimientos del cuerpo. Está formado por células capaces de contraerse o alargarse. Son células fusiformes formadas por una membrana llamada sarcolema y un citoplasma llamado sarcoplasma. En el sarcoplasma se encuentran proteínas fibrilares llamadas miofibrillas. Ej.: actina (más finas) miosina (más gruesa). Existen tres tipos de tejidos musculares:

• Tejido muscular liso: es de contracción lenta, rítmica e involuntaria. Se encuentra en determinados órganos como son la vejiga, los músculos respiratorios, estómago, etc. Células (también llamadas fibras) no son muy grandes y tiene un solo núcleo rodeado de actina y miosina sin orden.

• Tejido muscular estriado: Forma la denominada carne. Es el responsable de los movimientos rápidos, arrítmicos e involuntarios. Tiene fibras largas con varios núcleos con estriación transversal, esto se debe a que los filamentos de actina y miosina están ordenados creando unas bandas claras y oscuras debido a que cuando se ordenan una proteína se ve un trozo claro y cuando hay dos se ve un trozo oscuro. La miosina se coloca entre la miosina creando dos bandos: la I que es de color claro con una banda oscura llamada Z, y la banda A que es oscura con un trozo claro llamado H. El espacio que hay entre las bandas Z se llama sarcómero. La contracción se produce por que la miosina se introduce dentro de la actina y el sarcómero se acorta.

actina

miosina

H

Z

I A

• Tejido muscular cardiaco: Forma el miocardio, la musculatura del corazón. Tiene contracción rápida, rítmica e involuntaria. Está formado por fibras estriadas con 1 núcleo o a veces 2 . Las membranas de las células están conectadas entre sí formando los discos intercelulares. Esto hace que se contraigan de una manera informe. La contracción se debe a la influencia del sistema nervioso pero el músculo cardiaco también posee un sistema de contracción independiente.

• Tejido nervioso

Se encuentra distribuido por todo el cuerpo formando el sistema nervioso y recoge los estímulos producidos en el medio (interno y externo) y lleva la información a los centros nerviosos donde la sensación se hace consciente, allí se elabora respuestas y se mandan por el sistema nervioso hasta los efectores. Existen dos tipos de células nerviosas.

• Neuronas o células nerviosas: Son células que van siendo más complejas a medida que lo es la especia a la que pertenecen. Tienen un cuerpo neuronal estrellado con un núcleo grande en el centro y proteínas filamentosas que forman las neurofibrillas. Tiene unos grumos llamados corpúsculos de Nissl que son acumulaciones de ribosomas y retículo endoplasmático. Del cuerpo celular salen dos tipos de prolongaciones:

• Dendritas: son prolongaciones cortas con ramificaciones por todas ellas y son anchas por la base.

• Neurita: prolongación larga, a veces muy larga, de grosor constante y con ramificaciones en el extremo. En los extremos de la ramificación se puede observar un ensanchamiento llamado botones sinápticos que tienen unas vesículas sinápticas que acumulan los neurotransmisores que se forman en los corpúsculos de Nissl. A lo largo de la neurita puede disponerse mielina (sustancia de lípidos que ayuda a la conducción del impulso nervioso) esta sustancia la produce las células de Schwann que rodean a la neurita y al ser más corta que esta se colocan varias y el estrechamiento entre estas se llama nódulos de Ranvier.

Las neuronas se pueden clasificar en distintos grupos atendiendo a diversos criterios:

• Según su estructura:

• Monopolares: tienen un solo polo pudiendo no tener dendrita.

• Bipolares: Tienen dos polos. Uno dendrítico y otro neurítico.

• Multipolares: Tiene varios polos dendríticos y uno neurítico.

• Según su función:

• Sensitivas: recogen la información y la llevan al centro nervioso.

• Motoras: llevan la información desde el centro nervioso hasta los efectores.

• Asociación: Están en el sistema nervioso central y convierten la corriente sensitiva en motora.

Una neurona puede transmitir la información a varias células y recibir información de varias células. Las neuronas no están unidas y el espacio que existe entre estas se llama sinapsis o espacio sináptico que deben traspasar los neurotransmisores. La corriente nerviosa siempre va en una dirección saliendo por la neurita y entrando por cualquier lugar de la neurona.

• Células de glia o neuroglia: Son células pequeñas que forman parte del sistema nerviosa y tienen diversas funciones. Se encuentran intercaladas entre las neuronas.

• Astrocitos: Tienen muchas prolongaciones y una forma estrellada. Sirven de sostén y de relleno, pero sobretodo su función es conectar los vasos sanguíneos con las neuronas.

• Oligodendrocitos: Son más pequeñas y con menos prolongaciones. Forman mielina en los embriones y en las neuronas del sistema nervioso central.

• Células de microglia: Son pequeñas y con ramificaciones que recuerdan a espinas. Tienen función fagocitaria. Fueron descubiertas por un español: Del Río Ortega.

TEMA 11

SERES VIVOS, MATERIA Y ENERGÍA

• El metabolismo:

Los seres vivos intercambian materia y energía con el medio continuamente. A veces los seres vivos toman energía directa del exterior y otros consiguen energía descomponiendo materia del exterior. El proceso de descomposición se realiza con O y se llama combustión o químicamente hablando oxidación.

Esto consiste en tomar materia orgánica compleja y en oxidarla formando materia orgánica simple o materia inorgánica. Esto libera electrones y produce energía.

Mat. Org. Compleja Mat, org. Simple + mat. Inorgánica

Energía y electrones

A partir de la materia inorgánica simple o la inorgánica se produce una reducción que forma materia orgánica compleja en la que se utiliza energía y se recogen electrones.

Mat, org. Simple + mat. Inorgánica Mat. Org. Compleja

+ Energía + Electrones

A la materia orgánica compleja se le llama sustancia reducida y a la materia orgánica simple o a la inorgánica se le llama materia oxidada.

La distinción entre las sustancias reducidas y las oxidadas es:

• La oxidada es de poco peso molecular, con poca energía, rica en O y pobre en H.

• La reducida es de gran peso molecular, almacena energía, es rica en H y pobre en O.

Al conjunto de reacciones de reducción y oxidación se le da el nombre de metabolismo. Y puede ser:

• Catabolismo: proceso de oxidación a partir de materia orgánica reducida en la que se obtiene materia oxidada y se libera energía que utilizamos para las funciones vitales o para el anabolismo.

• Anabolismo: proceso de reducción a partir de materia oxidada en el que se obtiene materia reducida que forman el cuerpo gracias a la energía liberada por el catabolismo.

Todas las reacciones químicas que se producen en los seres vivos se pueden producir en el medio pero con raras condiciones por lo que en los seres vivos se utilizan los enzimas.

Los procesos internos ocurridos en el ser humano pueden ser realizados en el medio pero con condiciones anormales por lo que en el cuerpo se utilizan biocatalizadores como pueden ser las vitaminas, las hormonas y los enzimas.

• Los enzimas:

Los enzimas son biocatalizadores de las reacciones que se producen en el cuerpo que facilitan la reacción pero que no intervienen en ella directamente por lo que se da el mismo compuesto aunque no actúe el enzima. Por lo que puede actuar varias veces.

Los enzimas están compuestos de una parte proteica (apoenzima) y otra no proteica (cofactor, coenzima)

Los enzimas actúan sobre un sustrato al que se unen y producen una reacción química formando el producto más el enzima que se separan.

Sustrato + enzima Sustrato-enzima Producto + enzima

En el metabolismo el producto de una reacción actúa como sustrato en otra reacción con otro enzima y creando otro producto.

A B B C C D

E1 E2 E3

Al ser la semejanza entre especies mayor utilizarán los mismos enzimas más parecidos para las reacciones.

Nomenclatura de los enzimas:

• Nombre de la sustancia sobre la que actúa terminada en -asa. Ej: Maltosa maltasa

• Nombre de la reacción que catalizan terminado en -asa. Ej: Oxidación oxidasa

• Nombre del sustrato sobre el que actúan más la reacción que catalizan terminada en -asa (nombre más reciente y correcto) Ej: Deshidrogenanizacion de la maltosa: malatodeshidrogenasa.

• Nombres arbitrarios (poco correcto). Ej: pexina, trixina.

Los enzimas al tener una parte proteica son muy específicos. Su parte específica es el apoenzima mientras que el cofactor o el coenzima puede actuar en cualquier reacción. Las diferencias entre los cofactores y los coenzimas son:

• Coenzima: son sustancias orgánicas:

• Grupo de adenosinfosfatos: son los transportadores de energía entre reacciones químicas:

• ADP: adenosindifosfatos.

AMD (adenosinmonofosfatos) + P + energía ADP ADP AMP + P + E

• ATP: adenotrifosfatos:

ADP + P + E ATP ATP ADP + E +P

• Piridín nucleótidos: transportadores de hidrogeniones (H+) y electrones (e-) entre las reacciones químicas. NAD y NADP (no existe diferencia entre estos)

oxidación

Sustancia reducida (AH2) Sustancia oxidada (A)

2H+ 2e-

NAD NAD2H

NAD2H NAD

2H+ 2e-

Sustancia oxidada (A) Sustancia reducida (AH2)

• Cofactor: son elementos químicos de distinta índole.

• Existen distintas clases de células según las reacciones que se produzcan en ellas o según las sustancias que intervienen en esa reacción por lo que se pueden clasificar de varias maneras:

• Clasificación por la naturaleza o el origen del C que utiliza la célula:

• Autótrofas: su fuente de C es el CO2 atmosférico (células vegetales)

• Heterótrofas: Utilizan C reducido proveniente de moléculas orgánicas. (células animales)

• Clasificación por la fuente de energía que utilizan:

• Fotótrofas: utilizan la luz directamente (vegetales)

• Quimiótrofas: utilizan reacciones de oxidación para obtener la energía (animales)

• Clasificación según el aceptor último de los electrones:

• Aerobias: son aquellas en la que el aceptor último de los electrones es el O.

• Anaerobia: son las que no tienen como último aceptor el O. Pueden ser:

• A. Estrictas: No pueden vivir con O.

• A. Facultativas: si hay O puede utilizarlo.

• Los procesos catabólicos no son lo mismo que la respiración: son el proceso en el que se quema materia orgánica para obtener energía. Hay dos modalidades:

• Respiración anaerobia: también llamada fermentación, destruyen la materia orgánica pero sin O y obtienen materia orgánica más simple oxidada y energía. Ej:

• Fermentación láctica: se produce en la leche.

oxidación

C6 H12 O6 CH3 - CHOH - COOH (ácido láctico)

Energía

• Fermentación alcohólica: se produce en el vino.

oxidación

C6 H12 O6 2CO2 + 2CH3 - CH2OH (etanol)

Energía

• Respiración aerobia: utilizan el O del aire para oxidar la materia orgánica y obtener materia inorgánica y energía. Existen tres etapas en la respiración:

C6 H12 O6 CO2 + H2O + Energía

• Glucólisis: Ocurre en el citoplasma.

ADP + P ATP CO2

Energía

Glucosa (6C) 2 moléculas pirúdico (3C) Acd. Acético (2C)

Hidrogeniones NAD Entra en la

Electrones NAD2H mitocondria

Acd. Acético

Acd. Cítrico (6C) Acd. oxalacético (4C)

• Ciclo de Krebs: ocurre en la mitocondria.

CO2 CO2

Acd. Cítrico (6C) ácido (5C) ácido (4C) ácido oxalacético

Acd. acético H y E H y E

(NAD y NAD2H)

• Cadena respiratoria: se produce en las crestas de la mitocondria.

NAD2H 2e- Citocromo Citocromo Citocromo

2H E E

NAD 2H+ ADP+P ATP ADP+P ATP

+H2 O = ½ O

1 glucosa, 36 moléculas ATP

H2O = agua

• Síntesis de la materia orgánica:

La materia orgánica más simple se forma en los organismos autótrofos. Entre ellos estaban los fotótrofos y los quimiótrofos.

• Células autótrofas fotótrofas: sintetizan la materia orgánica a partir de materia inorgánica gracias a la energía de la luz. Este proceso es llamado FOTOSÍNTESIS que es un proceso de anabolismo y reducción. La fotosíntesis necesita varios elementos para obtener otros:

H2O + CO2 + E (luz) C6 H12 O6 (glucosa) + O2 + H2O

La fotosíntesis es un proceso complejo que se realiza en los cloroplastos en do etapas:

• Etapa luminosa: necesita luz para producirse y se produce en los cloroplastos ya que tienen pigmentos coloreados que captan la energía de la luz en la que predomina la clorofila. Estos pigmentos se agrupan formando fotosistemas:

• Fotosistema I: compuesto de pigmentos que absorben luz de 700 m de longitud de onda.

• Fotosistema II: está formado por pigmentos capaces de absorber luz de 680 m de longitud de onda.

Los fotosistemas son estables pero al aplicarle energía se vuelven inestables. Un fotosistema por cada fotón que captura pierde un electrón.

En la parte luminosa se necesita y se obtiene:

2H2O + E (4 fotones) NAD2H + ATP + H2O + O

El proceso sería así:

Agua (raíces)

O 2H+ 2H+ + 2e- + NAD NADH2H

2OH- 2H2O ADP + P ATP

H2O (Fotolisis) 2e- E

2e- Ferredoxina Ferredoxina

(oxid) 2e- (red)

(2 fotones)Luz Fotos. II Citocromos... 2e- Fotos I Luz (2 fotones) E

ADP+P ATP

• Etapa oscura (también llamada ciclo de Calvin-Benson y Ciclo de las pentosas fosfatos) se produce dentro de los cloroplastos en los estomas. No precisa que haya luz. Consta de tres etapa. Carboxilación, reducción y recuperación.

Carboxilación:

CO2 (atmósfera)

(Ya formada) Ribulosa 1-5 di P Hexosas di fosfato

(inestable)

división

(2) ácido 3 pglicérico

Reducción:

(2) ácido 3 pglicérico

(fase luminosa) NAD2H ATP (fase luminosa)

e- + H+ E

NAD ADP + P

(2) 3 pgliceraldehido

Recuperación:

(2) 3 pgliceraldehido

glucosa Ribulosa (vuelve al principio de la fase oscura)

Para obtener una molécula de glucosa entera se necesitarían 6 ribulosas.

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