El ADN para transmitir la información genética

UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR FACULTAD DE MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIA CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA SENECYT INTEGRANTES: KERLY ALVAREZ GENESIS BAQUE IVY CARPIO PAMELA MORALES CHARLES VILLAMAR PERIODO: 2014-2015 GUAYAQUIL-ECUADOR Temas de Biología 2.1 organización Química Partícula subatómica, átomos y moléculas Elementos Compuestos Iónicos y covalentes Mesclas Coloides Moléculas Biológicas Carbohidratos Lípidos Agua y vida PH 2.2 Organización Biológica Características esenciales Elementos básicos de la vida Los Seres vivos y la homeostasis Los seres vivos responden a estímulos de su medio El ADN para transmitir la información genética Mecanismos para la perpetuación de las especies Los seres vicos presentan la capacidad de evolucionar Estructura de los seres vivos basada en moléculas Orgánicas Definición de coloides: Coloide es una sustancia cuyas partículas pueden encontrarse en suspensión en un líquido, merced al equilibrio coloidal; dichas partículas no pueden atravesar la membrana semi-permeable de un osmómetro. La definición clásica de coloide, también llamada dispersión coloidal, se basa en el tamaño de las partículas que lo forman, llamadas micelas. Poseen un tamaño bastante tamaño bastante pequeño, tanto que no pueden verse con los mejores microscopios ópticos, aunque son mayores que las moléculas ordinarias. Las partículas que forman los sistemas coloidales tienen un tamaño comprendido entre 50 y 2.000 Å.En las dispersiones coloidales se distinguen dos partes: Fase dispersa: las llamadas micelas. Fase dispersante: en las que están dispersas las partículas coloidales. Las partículas coloidales tienen un tamaño diminuto, tanto que no pueden separarse de una fase dispersante por filtración. Las disoluciones son transparentes, por ejemplo : azúcar y agua.Tenemos una dispersión cuando las partículas son del tamaño de 2.000Å, y las partículas se pueden separar por filtración ordinaria. Tipos de sistemas coloidales: En la actualidad se sabe que cualquier sustancia, puede alcanzar el estado coloidal, ya que la fase dispersante como la fase dispersiva, pueden ser un gas, un líquido o un sólido, excepto que ambos no pueden estar en estado gaseoso, son posibles ocho sistemas coloidales: Moléculas biológicas. Los bioelementos o elementos biogénicos son las sustancias químicas que se encuentran conformando los seres vivos. Los más abundantes son: C, H, O, N. Le siguen: Na, Ca, Mg, k, Fe Y están los trazas como Co, Se, Mo y Zn En química lo orgánico se refiere a las moléculas que tienen un esqueleto de carbono unido por átomos de hidrógeno. Las moléculas inorgánicas son mucho menos variadas y más simples que las orgánicas. Las moléculas orgánicas son diversas e interactúan en forma complicada. Todas estas interacciones moleculares dan a la célula capacidad de realizar las funciones vitales: Nutrirse, reproducirse y relacionarse con el medio que la rodea. La variabilidad y funcionalidad de estas moléculas biológicas orgánicas se debe a la versatilidad del átomo de carbón que tiene 4 electrones en su capa externa en la que caben 8, lo que le da una alta capacidad de combinarse, pues este átomo se estabiliza si se enlaza con otros 4 o formando enlaces dobles o triples. De esta manera las biomoléculas pueden asumir formas complejas como cadenas ramificadas, anillos, láminas, hélices o tubos. La vida ensambla moléculas pequeñas que luego se unen entre sí formando moléculas grandes (macromoléculas). Las unidades pequeñas se denominan monómeros y las cadenas de estos se llaman polímeros. Como ejemplo de esto están los nucleótidos, que son los monómeros que forman polímeros llamados ácidos nucleídos. Grupos funcionales en las moléculas biológicas: Son grupos de átomos que determinan las características y la reactividad química de las moléculas. Aunque hay enorme diversidad de las moléculas biológicas estas pertenecen a cuatro categorías generales: 1. Carbohidratos. 2. Ácidos nucleídos 3. Proteínas 4. Lípidos En la composición química de los orgánulos aparecen ya unas moléculas inexistentes en la materia inerte, las moléculas biológicas, que son las responsables de las características propias de todo ser vivo: son los hidratos de carbono, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleídos. Los hidratos de carbono o azúcares son compuestos cuyas moléculas están formadas exclusivamente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Los más sencillos, como la glucosa o la ribosa, reciben el nombre de monosacáridos, y los más complejos, como el almidón o el glucógeno, polisacáridos. Su misión es proporcionar a los seres vivos la energía que necesitan. Los lípidos también están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, pero en distinta proporción que en los hidratos de carbono; los más importantes, las grasas, sirven como reserva alimenticia tanto a animales como a plantas. Las proteínas son los componentes cuyas moléculas presentan una mayor variedad: en el cuerpo humano existen unas diez mil clases diferentes de moléculas de proteínas. Esta enorme variedad procede únicamente de una veintena de compuestos diferentes llamados aminoácidos, cuyas moléculas están formadas por carbono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y en algunos casos, azufre. Los aminoácidos se unen mediante los llamados enlaces pépticos originando cadenas moleculares, generalmente de forma helicoidal, que son las distintas proteínas. La misión de las proteínas es aportar energía al organismo, aunque de forma mucho más específica que los hidratos de carbono, ya que cada tipo de célula en particular recibe un tipo distinto de proteínas. Los ácidos nucleídos se localizan en el núcleo de la célula; son las más complejas de las moléculas biológicas y están formados por unidades más pequeñas llamadas nucleótidos. Existen dos tipos de ácidos nucleídos: el desoxirribonucleico (ADN) y el ribonucleico (ARN). El primero está formado por grandes moléculas de nucleótidos que adoptan la forma de una doble hélice, y es el responsable de la transmisión de los caracteres hereditarios de padres a hijos. El segundo se presenta en moléculas de diferentes formas que, en conjunto, tienen como misión enviar órdenes a los distintos orgánulos para que se formen en el organismo vivo las distintas proteínas necesarias en cada momento. Carbohidratos Los carbohidratos, también llamados glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos, son elementos principales en la alimentación, que se encuentran principalmente en azúcares, almidones y fibra. La función principal de los carbohidratos es el aporte energético. Son una de las sustancias principales que necesita nuestro organismo, junto a las grasas y las proteínas. Estas moléculas están compuestas por Carbono, Hidrógeno y oxígeno en una proporción 1:2:1 Son azúcares solubles en agua. Si lo forma una molécula de azúcar es monosacáridos y si son varias moléculas es polisacárido (Disacárido si es de 2 monosacáridos) Los monosacáridos tienen un esqueleto de 3-7 átomos de carbono a los que se unen un hidrógeno y un grupo hidroxilo. La fórmula aproximada: (CH2O)n n= Número de carbonos del esqueleto. La glucosa es el monosacáridos más común de los organismos vivos y su fórmula es: C6H12O6 Los polisacáridos pueden ser: Reserva energética como en el caso del glucógeno que se guarda en el hígado o músculos en los animales y es una cadena de glucosa que se utiliza cuando el cuerpo lo requiere. También pueden ser estructurales como lo es la celulosa que forma parte de las paredes celulares vegetales, es una cadena de glucosa, en la que cada unidad sucesiva esta rotada 180°. Otro ejemplo lo constituye la quitina que conforma el exoesqueleto de los artrópodos como escarabajos y arañas. Es un polisacárido de glucosa con un grupo funcional nitrogenado. Funciones de los carbohidratos Los glúcidos cumplen un papel muy importante en nuestro organismo, que incluyen las funciones relacionadas con el tema energético, el ahorro de las proteínas, la regulación del metabolismo de las grasas y el tema estructural. Energía – Los carbohidratos aportan 4 kilocalorías (KCal) por gramo de peso neto, sin agua. Una vez repuestas y cubiertas todas las necesidades de energía del cuerpo, una pequeña parte se almacena en el hígado y los músculos en forma de glucógeno (normalmente no más de 0,5% del peso de la persona), el resto se transforma en tejido adiposo y se almacena en el organismo como grasas. Se suele recomendar que mínimamente se efectúe una ingesta diaria de 100 gramos de hidratos de carbono para mantener los procesos metabólicos. Ahorro de proteínas – Cuando el cuerpo no dispone de suficientes hidratos de carbono, éste utilizará las proteínas con fines energéticos, consumiéndolas e impidiéndolas, por tanto, realizar otras funciones de construcción. Regulación del metabolismo de las grasas – En caso de no cumplir con una ingestión suficiente de carbohidratos, las grasas se metabolizan como cuerpos cetónicos, que son productos intermedios que pueden provocar problemas: cetosis – La cetosis es una situación metabólica del organismo originada por un déficit en el aporte de carbohidratos, lo que induce el catabolismo de las grasas a fin de obtener energía, generando unos compuestos denominados cuerpos cetónicos.. Estructura – los carbohidratos constituyen una porción pequeña del peso y estructura del organismo, pero igualmente importante. Lípidos: Los lípidos son un grupo de sustancias que contienen regiones compuestas casi completamente por H y C. Son insolubles en agua o sea hidrofóbicos y muy solubles en disolventes orgánicos como el éter o el cloroformo. Los monómeros que constituyen a los lípidos son los ácidos grasos. Se clasifican en 3 grupos principales. Clasificación de los lípidos Los lípidos se clasifican en dos grupos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (Lípidos saponificables) o no lo posean (Lípidos insaponificables ). 1. Aceites grasas y ceras: con estructura parecida y solo contiene carbono, hidrógeno y oxígeno La grasa es un lípido grande hecho a partir de 2 moléculas más pequeñas: glicerol y ácidos grasos. Los ácidos grasos componentes de las grasas pueden ser saturados o sea que contienen todo el hidrógeno que pueda contener (son grumos sólidos a temperatura ambiente), e insaturados cuando hay enlaces dobles en algunos carbonos y por consiguiente menos hidrógenos. · Son reserva de energía. 1gr de grasa = 2gr de almidón · Forman cubiertas impermeables en los cuerpos de plantas y animales. Los triglicéridos sinónimo de grasa: Son tres ácidos grasos unidos a un glicerol. Las ceras: Son más hidrofóbicas que las grasas por eso son cubiertas naturales efectivas de frutas e insectos y los protegen contra la resequedad. 2. Fosfolípidos: Constituyentes esenciales de las membranas celulares. Son de estructura similar a los triglicéridos pero tienen fósforo y solo 2 ácidos grasos. 3. Esteroides: Lípidos con 4 anillos de carbono fusionados a partir de los cuales surgen varios grupos funcionales. Son esteroides: el colesterol, la testosterona y los estrógenos como ejemplos. Funciones de los lípidos Los lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones: Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4'1 kilocaloría/gr. Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de piés y manos. Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas. Función transportadora. El transporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se realiza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos. El agua y la vida El agua es imprescindible para la vida en la Tierra. El agua forma parte del cuerpo de todos los seres vivos. Por ejemplo: constituye el 65% del cuerpo del hombre, 60% en el elefante, 90% en una seta y el 95% en una medusa. Los animales y el hombre toman agua como parte de su alimentación. Las plantas necesitan agua para poder tomar las sustancias del suelo. El agua se encarga de disolver las sales y otras sustancias inorgánicas del suelo para que puedan ser absorbidas por las plantas. Existen muchísimos seres vivos que viven en el medio acuático: animales vertebrados como los peces, anfibios, mamíferos acuáticos, bastantes reptiles, gran número de aves... y gran número de invertebrados como insectos, moluscos, crustáceos, medusas, gusanos, etc. Además, dependen del agua las algas y muchas plantas acuáticas. El agua es imprescindible para la vida: NO HAY VIDA SIN AGUA. PH El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias. Escala de pH Los ácidos y las bases tienen una característica que permite medirlos: es la concentración de los iones de hidrógeno (H+). Los ácidos fuertes tienen altas concentraciones de iones de hidrógeno y los ácidos débiles tienen concentraciones bajas. El pH, entonces, es un valor numérico que expresa la concentración de iones de hidrógeno. Hay centenares de ácidos. Ácidos fuertes, como el ácido sulfúrico, que puede disolver los clavos de acero, y ácidos débiles, como el ácido bórico, que es bastante seguro de utilizar como lavado de ojos. Hay también muchas soluciones alcalinas, llamadas "bases", que pueden ser soluciones alcalinas suaves, como la Leche de Magnesia, que calman los trastornos del estómago, y las soluciones alcalinas fuertes, como la soda cáustica o hidróxido de sodio, que puede disolver el cabello humano. Los valores numéricos verdaderos para estas concentraciones de iones de hidrógeno marcan fracciones muy pequeñas, por ejemplo 1/10.000.000 (proporción de uno en diez millones). Debido a que números como este son incómodos para trabajar, se ideó o estableció una escala única. Los valores leídos en esta escala se llaman las medidas del "pH". • La escala pH está dividida en 14 unidades, del 0 (la acidez máxima) a 14 ( nivel básico máximo). El número 7 representa el nivel medio de la escala, y corresponde al punto neutro. Los valores menores que 7 indican que la muestra es ácida. Los valores mayores que 7 indican que la muestra es básica. • La escala pH tiene una secuencia logarítmica, lo que significa que la diferencia entre una unidad de pH y la siguiente corresponde a un cambio de potencia 10. En otras palabras, una muestra con un valor pH de 5 es diez veces más ácida que una muestra de pH 6. Asimismo, una muestra de pH 4 es cien veces más ácida que la de pH EL ADN PARA TRANSMITIR LA INFORMACIÓN GENÉTICA EL ADN Y LA INFORMACIÓN GENÉTICA El núcleo de la célula dirige todas las funciones celulares al contener el ADN como material genético situado en los cromosomas y la información genética o hereditaria se expresa mediante la biosíntesis de proteínas en interacción con los factores del medio interno y del medio externo del organismo. En las células encontramos dos tipos de ácidos nucleicos, el ADN, portador de la información genética o hereditaria y el ARN, entre los que se encuentran: el ARN que contiene la copia de la información genética cedida por el ADN durante la transcripción, los ARN, moléculas pequeñas y plegadas que participan en el proceso de biosíntesis de proteínas transportando cada una un amino ácido específico hacia los ribosomas, constituidos por ARN y determinadas proteínas. Comprender como el ADN realiza su función requiere del conocimiento acerca de su estructura y organización. El ácido desoxirribonucleico (ADN) tiene forma de doble hélice y está formada por 2 cadenas de polinucleótidos. Ambas cadenas son complementarias entre sí, pero, ¿qué es un nucleótido?, ¿cómo se forma una cadena de polinucleótidos? y ¿por qué ambas cadenas son complementarias?   Los cromosomas contienen aproximadamente igual cantidad de partes de proteína y ADN. El ADN cromosómico contiene un promedio de 150 millones de bases. Cada hebra es una secuencia lineal de unidades similares repetidas llamadas nucleótidos los que se componen de un azúcar de tipo pentosa, un grupo o radical fosfato y una base nitrogenada.           Cuatro bases diferentes están presentes en la molécula de ADN y son: Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) y Guanina (G). Los nucleótidos en una misma cadena, se unen mediante los grupos fosfato. Cada cadena se une con su complementaria mediante las interacciones por puentes de hidrógeno que se establecen entre las bases nitrogenadas: A con T y G con C. La información genética del ADN está determinada por la secuencia de nucleótidos de sus cadenas. Cada molécula de ADN contiene muchos genes, la base física y funcional de la herencia.   Un gen es un segmento de ADN que contiene una información genética determinada en su secuencia de bases nitrogenadas, que se trasmite de una generación a la siguiente, se expresa en los caracteres en interacción con los factores ambientales y puede cambiar.   La información genética contenida en las moléculas de ADN se trasmiten mediante la replicación, se expresa en los caracteres hereditarios mediante la transcripción y la biosíntesis de proteínas y puede cambiar producto de una mutación lo que produce variaciones hereditarias.         Los cromosomas pueden ser evidenciables mediante el microscopio óptico. El conjunto de cromosomas que posee una especie en el núcleo de todas y cada una de sus células constituye su cariotipo. Existen evidencias de que el ADN es el portador de la información genética, ya que: La cantidad de ADN que contienen los organismos de una especie, es notablemente constante y cuando se producen alteraciones en el ADN de un organismo, también se producen cambios en sus caracteres hereditarios. Un gen es una secuencia específica de nucleótidos los cuales llevan la información requerida para la construcción de proteínas que proveerán de los componentes estructurales a las células y tejidos, como también a las enzimas que participan como catalizadores biológicos en todas las reacciones del metabolismo.  Todas las células diploides poseen en sus cromosomas homólogos frente a cada gen paterno su correspondiente gen materno. Cuando ese par de genes materno-paterno son determinantes de igual función o carácter hereditario, se dice que el individuo es homocigótico para tal rasgo, por el contrario se dice que es heterocigótico cuando el par de genes alelos determinan para alternativas diferentes de un mismo carácter. Como ejemplo podemos citar que un gen transmita el rasgo hereditario del color de ojos verde y el otro el color de ojos marrón, se trata de heterocigótico para el rasgo color de ojos. Si a su vez, uno de esos genes domina en la expresión del rasgo al otro gen enfrentado, se dice que es un gen heredado dominante, de lo contrario se dice que es recesivo. El ácido ribonucleico (ARN) se sintetiza a partir de la información contenida en el ADN mediante el proceso de transcripción. En este proceso se forman tres tipos de ARN (ARNm, ARNt y ARNr) que participan en la biosíntesis de proteínas. Las moléculas de ARN están constituidas por una cadena de polinucleótidos. Cada nucleótidos está formado por una base nitrogenada, entre las que se encuentran la adenina (A), el uracilo (U), la Citosina (C) y la Guanina (G), enlazada a un azúcar de tipo pentosa (azúcar ribosa), que se enlaza a un grupo o radical fosfato. Resumiendo podemos caracterizar a las moléculas de ADN y de ARN: Características del ADN Características del ARN Es una molécula de ácido nucleico. Es una molécula de ácido nucleico. Se localiza fundamentalmente en el núcleo de las células, formando parte de los cromosomas. Se localiza en el núcleo y en el citoplasma de las células. Constituye a los genes que son segmentos de ADN que contienen información genética para un carácter. Se sintetiza mediante el proceso de transcripción. Se sintetiza mediante el proceso de replicación. Por transcripción se sintetizan tres tipos de ARN: ARNm, ARNt y ARNr. Constituido por dos cadenas de polinucleótidos en forma de doble hélice. Constituido por una cadena de polinucleótidos. Sus nucleótidos están formados por una base nitrogenada (A – T – G – C), enlazada a un azúcar desoxirribosa y esta a un grupo fosfato. Sus nucleótidos están formados por una base nitrogenada (A – U – G – C), enlazada a un azúcar ribosa y esta a un grupo fosfato. Contiene la información genética o hereditaria en su secuencia de nucleótidos o de bases nitrogenadas. Contiene la copia de la información genética o hereditaria en su secuencia de nucleótidos o de bases nitrogenadas. Contiene la información hereditaria y dirige la biosíntesis de proteínas. Participa en la biosíntesis de proteínas dirigido por el ADN. Su síntesis permite la trasmisión hereditaria. Su síntesis permite la expresión de la información genética en los caracteres hereditarios   CÓMO SE DUPLICA LAS MOLÉCULAS DEL ADN PARA TRANSMITIR LA INFORMACIÓN GENÉTICA La duplicación, replicación o Auto duplicación es una propiedad exclusiva del ADN, al igual que la Transcripción y la Mutación, la Duplicación comienza en la interface de la división célula o período de Síntesis, en esta Fase, el ADN se duplica por si mismo formado moléculas de ADN hijas o Semiconserva doras, en la duplicación, una enzima especial llamada HELICASA o DESOXIRRIBONUCLEASA, inicia la ruptura de los puentes Hidrógeno entre pares de bases nitrogenadas complementarias en ambas cadenas, lo hace desde la región inferior de la biomolécula hasta el extremo superior, cada cadena de Nucleótidos separada Sintetiza otra cadena de nucleótidos Complementaria por otra enzima clave en el ADN llamada ADN Polimerasa, una vez sintetizada, los nucleótidos de las 2 cadenas se Reorganizan, en esta etapa, vuelve a participar la HELICASA, ya que otra de sus funciones es la de Reordenar el apareamiento de nucleótidos en el ADN hijo, es decir, controla las uniones exactas entre Adenina, Timina, Citisina y Guanina, la información hereditaria se transmite de un organismo a partir del Código Genético, es decir, la secuencia de 4 letras repetidas a lo largo de la biomolécula..".AT/CG". TRASMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA. La transmisión de la información genética se produce cuando la célula se divide por mitosis, si son células somáticas, o por meiosis en el caso de las células germinales que dan origen a gametos o esporas haploides que intervienen en la reproducción sexual. Los cromosomas trasmiten los caracteres hereditarios, ya que son los portadores de la información genética contenida en las moléculas de ADN que los constituyen. Cada vez que la célula se divide en células hijas, previo a la división celular durante la interfase del ciclo celular, el genoma o conjunto total de genes se duplica, lo que tiene su base molecular en la replicación semiconservativa de las moléculas de ADN.   La replicación es un proceso metabólico de síntesis, mediante el cual, con la participación de enzimas y de forma semiconservativa, por cada molécula de ADN se sintetizan dos de ADN que contienen la misma secuencia de bases nitrogenadas y por tanto, la misma información Genética.  Entre las características de la replicación podemos mencionar que: Es un proceso metabólico de síntesis que ocurre en el núcleo, durante la interfase del ciclo celular. Es un proceso molecular que se inicia con la separación de las cadenas de ADN. Cada una de las cadenas de ADN sirve de molde en la síntesis de una cadena nueva de forma semiconservativa, con la participación de enzimas específicas. Se obtiene como resultado dos moléculas de ADN con la misma secuencia de nucleótidos y por consiguiente con la misma información genética, iguales entre sí e idénticas a la original. De acuerdo a sus resultados la replicación semiconservativa del ADN es de gran importancia, ya que: Permite la duplicación de la información genética y constituye la base de la trasmisión hereditaria que se establece de una generación a la siguiente. Permite la continuidad y estabilidad genética de las especies. El ADN que conforma el genoma, contiene toda la información necesaria que permite la estructura y el mantenimiento de la vida desde una simple bacteria hasta el organismo humano. EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA. En el desarrollo de los organismo se mantiene una estrecha relación entre los cromosomas que contienen las moléculas de ADN portadoras de la información genética o hereditaria en su secuencia de nucleótidos, donde se localizan los genes, y los procesos moleculares que permiten la expresión de la información genética en los caracteres hereditarios en interacción con el medio interno del orgaismo y el medio ambiente. Estos procesos metabólicos de síntesis molecular son el proceso de transcripción del ADN al ARN que ocurre en el núcleo de la célula y en el que se forman moléculas de ARNm, ARNt y ARNr y el proceso de biosíntesis de proteínas que ocurre en los ribosomas libres del citoplasma y en el retículo endoplasmático rugoso, donde se traduce el mensaje genético contenido en la secuencia de nucleótidos del ARNm en secuencias de aminoácidos, con la participación además de moléculas de ARNt, ARNr, aminoácidos, y enzimas, y como todo proceso anabólico consume energía almacenada en las moléculas de ATP.     En este proceso se forman proteínas estructurales, enzimáticas, transportadoras, hormonas, entre otras, que participan en la formación de estructuras, en el recambio celular y en todo el funcionamiento de la célula, por lo que permiten la expresión de la información genética en los caracteres hereditarios. ESTRUCTURA DE LOS SERES VIVOS BASADA EN MOLÉCULAS ORGANICAS  Un ser vivo u organismo es un conjunto estructural material de organización compleja, en la que intervienen sistemas de comunicación molecular que lo relacionan internamente y con el medio ambiente en un intercambio de materia y energía de una forma ordenada, teniendo la capacidad de desempeñar las funciones básicas de la vida que son la nutrición, la relación y la reproducción, de tal manera que los seres vivos actúan y funcionan por sí mismos sin perder su nivel estructural hasta su muerte La materia que compone los seres vivos está formada en un 95% por cuatro elementos (bioelementos) que son el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, a partir de los cuales se forman biomoléculas: Biomoléculas orgánicas o principios inmediatos: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Biomoléculas inorgánicas: agua, sales minerales y gases. Estas moléculas se repiten constantemente en todos los seres vivos, por lo que el origen de la vida procede de un antecesor común, pues sería muy improbable que hayan aparecido independientemente dos seres vivos con las mismas moléculas orgánicas Se han encontrado biomarcadores en rocas con una antigüedad de hasta 3.500 millones de años, por lo que la vida podría haber surgido sobre la Tierra hace 3.800-4.000 millones de años. Todos los seres vivos están constituidos por células (véase teoría celular). En el interior de éstas se realizan las secuencias de reacciones químicas, catalizadas por enzimas, necesarias para la vida. El arrecife de coral es habitado por gran variedad de seres vivos.   Resulta fácil, habitualmente, decidir si algo está vivo o no. Ello es debido a que los seres vivos comparten muchos atributos. Así mismo, la vida puede definirse según estas propiedades básicas de los seres vivos, que nos permiten diferenciarlos de la materia inerte: Organización. Las unidades básicas de un organismo son las células. Un organismo puede estar compuesto de una sola célula (unicelular) o por muchas (pluricelular). Homeostasis. Los organismos mantienen un equilibrio interno, por ejemplo, controlan activamente su presión osmótica y la concentración de electrolitos. Irritabilidad. Es una reacción ante estímulos externos. Una respuesta puede ser de muchas formas, por ejemplo, la contracción de un organismo unicelular cuando es tocado o las reacciones complejas que implican los sentidos en los animales superiores. Metabolismo. Los organismos consumen energía para convertir los nutrientes en componentes celulares (anabolismo) y liberan energía al descomponer la materia orgánica (catabolismo). Desarrollo. Los organismos aumentan de tamaño al adquirir y procesar los nutrientes. Muchas veces este proceso no se limita a la acumulación de materia sino que implica cambios mayores. Reproducción. Es la habilidad de producir copias similares de si mismos, tanto asexualmente a partir de un único progenitor, como sexualmente a partir de al menos dos progenitores. Adaptación. Las especies evolucionan y se adaptan al ambiente Estructura Todos los organismos están formados por unidades denominadas células; algunos están formados por una única célula (unicelulares) mientras que otros contienen muchas (pluricelulares). Los organismos pluricelulares pueden especializar sus células para realizar funciones específicas. Así, un grupo de tales células forma un tejido. Los cuatro tipos básicos de tejidos en los animales son: epitelio, tejido nervioso, músculo y tejido conjuntivo. En las plantas pueden distinguirse tres tipos básicos de tejidos: fundamental, epidérmico y vascular. Varios tipos de tejido trabajan juntos bajo la forma de un órgano para producir una función particular (tal como el bombeo de la sangre por el corazón o como barrera frente al ambiente como la piel). Este patrón continúa a un nivel más alto con varios órganos funcionando como sistema orgánico que permiten la reproducción, digestión, etc. Muchos organismos pluricelulares constan de varios sistemas orgánicos que se coordinan para permitir vida. Células vegetales. Dentro de estas y en color verde se aprecian los cloroplastos. La célula La teoría celular, propuesta en el año 1839 por Schleiden y Schwann, establece que todos los organismos están compuestos de unas o más células; todas las células provienen de otras células preexistentes; todas las funciones vitales de un organismo ocurren dentro de las células, y las células contienen información hereditaria necesaria para las funciones de regulación de la célula y para transmitir información a la siguiente generación de células.Todas las células tienen una membrana plasmática que rodea a la célula, separa el interior del medio ambiente, regula la entrada y salida de compuestos manteniendo de esta manera el potencial de membrana, un citoplasma salino que constituye la mayor parte del volumen de la célula y material hereditario (ADN y ARN). Según la localización y la organización del ADN se distinguen dos tipos de células: Células procariotas (de los organismos procariontes), que carecen de membrana nuclear por lo que el ADN no está separado del resto del citoplasma. Células eucariotas (de los organismos eucariontes), que tienen un núcleo bien definido con una envoltura que encierra el ADN, que está organizado en cromosomas. Todas las células comparten varias habilidades: Reproducción por división celular (fisión binaria, mitosis o meiosis). Uso de enzimas y de otras proteínas codificadas por genes del ADN y construidas vía un ARN mensajero en los ribosomas. Metabolismo, incluyendo la obtención de los componentes constructivos de la célula y energía y la excreción de residuos. El funcionamiento de una célula depende de su capacidad para extraer y utilizar la energía química almacenada en las moléculas orgánicas. Esta energía se obtiene a través de las cadenas metabólicas. Organización biológica La organización biológica o jerarquía de la vida, es la jerarquía de estructuras y sistemas biológicos complejos que definen la vida mediante una aproximación reduccionista.1 La jerarquía tradicional, como se detalla más abajo, va desde el átomo (como nivel inferior) a la biosfera. Los niveles superiores de este esquema se les da frecuentemente el nombre de organización ecológica. Niveles El esquema de organización estándar, desde el nivel inferior al superior, es el siguiente: Nivel acelular y precelular * El átomo. * Lamolécula, una agrupación de átomos. Nivel subcelular * Los orgánulos, una agrupación funcional de biomoléculas y reacciones e interacciones bioquímicas. Nivel celular * La célula, la unidad básica de la vida y una agrupación de orgánulos. Nivel supracelular * El tejido, una agrupación funcional de células. Nivel pluricelular * El órgano, una agrupación funcional de tejidos. * El sistema, una agrupación funcional de órganos. * El organismo, sistema básico de vida, una agrupación funcional de componentes inferiores con al menos una célula. * La población, una agrupación de organismos de la misma especie. * La biocenosiso comunidad, una agrupación de poblaciones. * El ecosistema, una agrupación de organismos de todos los dominiosbiológicos en conjunción con el entorno físico (abiótico). * La biosfera, el conjunto total de ecosistemas. Características esenciales “La no violencia conduce a la ética más alta, lo cual es la meta de toda evolución. Hasta que dejemos de lastimar otros seres vivos, seguiremos siendo salvajes.” (Thomas Edison) Para identificar fácilmente a un ser vivo, se han creado ciertas características que se deben cumplir. si no se cumplen con estas características no es posible identificar al sujeto como un ser vivo Características Organización Homeostasis Irritabilidad Metabolismo Desarrollo o crecimiento Reproducción Adaptación Organización: un ser vivo es resultado de una organización muy precisa en su interior se realizan varias actividades al mismo tiempo. Homeostasis: debido a la tendencia natural de la pérdida del orden, denominada entropía, los organismos están obligados a mantener su control sobre cuerpos, a la que se le denomina homeostasis, y de esta esta forma pueden mantenerse sanos. Metabolismo: permite a los seres vivos procesar sus alimentos para obtener sus nutrientes. Desarrollo o crecimiento: una característica principal de los seres vivos es que estos crecen. Reproducción: los seres vivos son capaces de reproducirse (multiplicarse). Mediante la reproducción se producen nuevos individuos semejantes a sus progenitores y se perpetúa la especie. Adaptación: las condiciones ambientales que viven en los organismos cambian ya sea lentamente o rápidamente y los seres vivos deben adaptarse a estas cambios para sobre vivir. Elementos básicos de la vida Con los actuales métodos de investigación se han identificado 70 elementos químicos que, en cantidades variables, a veces infinitesimales, intervienen en la composición de los organismos vivos, aunque no todos son esenciales para la totalidad de los organismos. Se llaman biogénicos o Bioelementos, porque a partir de ellos se forman las biomoléculas o principios inmediatos. Para estudiarlos, los podemos clasificar en función de su abundancia en bioelementos primarios, secundarios y oligoelementos LOS BIOELEMENTOS Todos los seres vivos están constituidos, cualitativa y cuantitativamente por los mismos elementos químicos. De todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, sólo unos 25 son componentes de los seres vivos . Esto confirma la idea de que la vida se ha desarrollado sobre unos elementos concretos que poseen unas propiedades físico-químicas idóneas acordes con los procesos químicos que se desarrollan en los seres vivos. Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Se agrupan en tres categorías: principales, secundarios y oligoelementos. 1.- BIOELEMENTOS PRINCIPALES.-Los bioelementos primarios o plásticos constituyen aproximadamente el 96% de la masa de los seres vivos. Son el carbono (C), el oxígeno (O), el hidrógeno (H), el nitrógeno (N), más conocidos como CHON. 2.-Bioelementos secundarios.- S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%. Azufre Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina) , presentes en todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A Fósforo Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucleicos. Forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. También forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos. Magnesio Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas , en muchas reacciones químicas del organismo. Calcio Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso. Sodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular Potasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular Cloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluído intersticial 3.-Oligoelementos.- Se denominan así al conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial, pero que son indispensables para el desarrollo armónico del organismo. Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos, y estos son: hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio, molibdeno y estaño. Las funciones que desempeñan, quedan reflejadas en el siguiente cuadro: Hierro Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y formando parte de citocromos que intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en el transporte de oxígeno. Manganeso Interviene en la fotolisis del agua , durante el proceso de fotosíntesis en las plantas. Iodo Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo Flúor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos. Cobalto Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina. Silicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas. Cromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre. Zinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo. Litio Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones. Molibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas. Los seres vivos y la homeostasis La homeostasis es la capacidad del organismo para presentar una situación físico-química característica y constante dentro de ciertos límites, incluso frente a alteraciones o cambios impuestos por el entorno o el medio ambiente. Para mantener constante las condiciones de la vida, el cuerpo o el organismo moviliza los diferentes sistemas (autorregulación), tales como el sistema nervioso central, el sistema endocrino, el sistema excretor, el sistema circulatorio, el sistema respiratorio, etc. En 1859, el fisiólogo francés Claude Bernard dijo que todos los mecanismos vitales, por más variados que sean, no tienen otro objetivo más allá de mantener las condiciones de estabilidad del medio interno. En 1929, el fisiólogo estadounidense Walter Bradford Cannon denominó a esa estabilidad homeostasis, que proviene del griego homoios, que significa el mismo o similar, y estasis, que significa stop o parada, estado o estabilidad. Él no se refería a una situación estática, sino a algo que varía dentro de límites precisos y ajustados. Estos límites de variación y los mecanismos de regulación constituyen la mayor parte del estudio de la Fisiología. La homeostasis, en extensión, hace referencia a la característica de cualquier sistema, ya sea abierto o cerrado, que le permite regular el ambiente interno para mantener una condición estable, por ejemplo, existe la homeostasis psicológica, en la que un individuo busca alcanzar el equilibrio interno a través de conductas que le permitan satisfacer sus necesidades, y la homeostasis cibernética, referente a sistemas electrónicos, como el homeostato, que se autorregula mediante la retroalimentación y fue creado por el médico inglés William Ross Ashby a mediados del siglo XX. Homeostasis de oxígeno para las células En las altitudes elevadas, como en los Andes, los Alpes, los Pirineos, el Himalaya, el oxígeno del aire de la atmósfera es menor que en la superficie. La actividad respiratoria de estas personas en estos lugares llega a ser insuficiente en un ritmo regular. Para compensar esta dificultad, el cuerpo o el organismo hace uso de un medio homeostático: intensificación del ritmo respiratorio y después aumento lentamente de la producción de células rojas de la sangre, que luego se liberan en el torrente sanguíneo. Con una tasa más alta de células rojas de la sangre, el individuo puede retener de manera eficiente en los pulmones el poco O² que dispone del aire. Homeostasis del Metabolismo celular La composición química del medio interno no debe sufrir alteraciones y tiene que mantenerse sin cambios. Por lo tanto, los productos resultantes recién formados después del metabolismo celular (CO², urea, amoniaco, ácido úrico, uratos, creatinina, etc.) deben ser desechados inmediatamente. Esta expulsión se hace por los pulmones (CO²), por las glándulas sudoríparas y sebáceas, pero principalmente por los riñones. Los seres vivos responden a estímulos de su medio Los seres vivos tienen una relación constante con el medio ambiente, esta relación se basa en la respuesta ante los diferentes estímulos, ya sean externos como la luz, el sonido, el movimiento… o internos como la sed, el hambre el dolor. Las plantas responden ante los estímulos con movimientos de crecimiento generados por las hormonas AUXINAS Y GIBERELINAS, las cuales permiten dar respuesta al estímulo luz a través del FOTOTROPISMO Y EL GEOTROPISMO. En los animales y el ser humano, los estímulos del medio ambiente son percibidos a través de los ÓRGANOS DE LOS SENTIDOS (vista, olfato, oído, gusto y tacto), los cuales envían información al sistema nervioso a través de los receptores sensoriales. El sistema nervioso recibe la información, y la hace llegar al CEREBRO a través de las Neuronas, el cual por medio de impulsos nervioso activa los mecanismos de respuesta a dicho estimulo. El sistema nervioso en el ser humano está divido en tres partes sistema nervioso central, periferico y vegetativo o autonomo.El sistema nervioso central, está constituido principalmente por el CEREBRO, quien se encarga de dar respuesta a la información recibida de los órganos de los sentidos. En el cerebro nos encontramos con el Hipotálamo: Está situado debajo del tálamo, es el centro donde se regula la actividad del "sistema endocrino" y otros procesos necesarios para las funciones vitales como el metabolismo, control de la temperatura, sed y algunas emociones como rabia y placer. La sensación de hambre y necesidad de ingerir alimento es otra de las actividades llevadas a cabo por este centro. Está estrechamente relacionado con el sistema nervioso autónomo En el sistema nervioso están unas células especializadas llamadas neuronas. Las neuronas son las unidades funcionales del sistema nervioso. Las neuronas se relacionan con otras neuronas a través de su axón y de sus dendritas. Con estas conexiones crean y propagan los estímulos eléctricos que posteriormente se transforman en acciones concretas. Este sistema nervioso periférico consiste en los nervios que conectan el sistema nervioso central con las otras partes del cuerpo. Incluye muchos ganglios (unas agrupaciones de células nerviosas intercaladas a lo largo del recorrido de los nervios o en sus raíces), los 31 pares de nervios espinales y los 12 pares de nervios craneales. Sistema nervioso autónomo es aquella porción del sistema nervioso periférico que provee control involuntario a los órganos internos. El control de órganos como el corazón y los pulmones ocurre independientemente del pensamiento. El sistema nervioso autónomo tiene dos subdivisiones: (1) el sistema nervioso parasimpático, que controla los órganos internos durante condiciones rutinarias (2) el sistema nervioso simpático, que controla los órganos internos cuando hay situaciones de tensión y aumento en la actividad. Mecanismos de la perpetuación de la vida de las especies para los seres vivos presentan la capacidad de evolucionar Concepto de ciclo Biológico: Los organismos presentan diferentes etapas a lo largo de su vida que constituyen el ciclo biológico, éste es diferente según las especies, el ciclo biológico incluye una serie de cambios que sufren los organismos desde su origen gasta alcanzar el estado adulto. Fases del ciclo Biológico: Fase Inicial: Comienza en una fase unicelular, en la que la primera célula es la precursora de todas las del nuevo organismo. Desarrollo: En el se producen cambios de tamaño y forma, así como la diferenciación de estructuras internas Reproducción: Los organismos producen unidades reproductoras que darán lugar a nuevos individuos con las características de los progenitores, puede ser una única célula (célula huevo) o un conjunto de ellas. El ciclo celular: Las células también están sometidas a ciclos de crecimiento y reproducción. DIVISIÓN CELULAR POR MITOSIS: -profase -metafase -anafase -telofase CICLO CELULAR -citocinesis INTERFASE: - G1 célula duplica sus orgánulos SÍNTESIS: célula sintetiza el ADN La reproducción: Las células y los organismos producen descendientes semejantes a ellos mismos, asegurando la perpetuación de ese modo la vida y la continuidad de la especie. Tipos de reproducción: Reproducción asexual: Se caracteriza porque los descendientes son copias genéticas idénticas a su progenitor el organismo de divide en dos porciones de igual o diferente tamaño, cada una constituirá un nuevo individuo. Reproducción sexual: Presenta una combinación nueva que los hace únicos, necesita de dos individuos de diferente sexo, estos forman células reproductoras específicas (gametos) que al fusionarse forman un nuevo individuo Línea somática y línea germinal: En los organismos unicelulares su única célula es una célula reproductora. En los organismos pluricelulares las células no especializadas constituyen la línea somática o soma, y las células especializadas en la reproducción constituyen la línea germinal o germen. Existen dos tipos de células germinales: Esporas: se desarrollan directamente y sin unirse a otras células, originan un nuevo organismos Gametos: Necesita unirse a otro gameto para formar la célula huevo. La Mitosis: La división del núcleo comienza en el periodo G2 en la que todos los orgánulos celulares están multiplicados por dos. Consta de 4 fases: Profase: Los cromosomas empiezan a visualizarse, cuando la cromatina (moléculas de ADN formando una tela de araña) comienza a desestructurarse, los centríolos comienzan a emigrar cada uno a un polo Metafase: La cromatina alcanza su máximo grado de compactación cada cromosoma está formado por dos cromátidas, las cromátidas están unidas a los filamentos del uso acromático por el centrómero, y emigran al plano ecuatorial formando la placa metafásica. Anafase: Los filamentos del uso acromático se acortan estos filamentos arrastran a las cromátidas separando al cromosoma en dos, las cromátidas adoptan una característica forma de V. Telofase: Las cromátidas ya son cromosomas hijos están situadas en las proximidades de los polos. La célula se estrecha ligeramente por el centro, desaparecen los filamentos del huso acromático y ya quedan constituidos los dos núcleos hijos. División del citoplasma; Citocinesis: Una vez termina la división del núcleo, tiene lugar la división del citoplasma. Células animales: a la altura del plano ecuatorial del huso acromático, se forma un anillo de filamentos que se va estrechando hasta separar a las dos células hijas Células vegetales: Se forma un tabique de separación denominado fragmoplasto a partir de vesículas derivadas del aparato de Golgi. Las células aportan unas sustancias para construir una primera lámina media de separación, a ambos lados cada célula fabrica su propia pared de separación añadiendo capas de celulosa Mitosis y número de cromosomas: El número de cromosomas es constante después de una mitosis, en las especies denominadas Diploides, cada cromosoma tiene un homólogo, es decir, la dotación está constituida por dos series n de cromosomas (2n cromosomas) En las especies haploides la dotación cromosómica está constituida por una sola serie de cromosomas es decir (n cromosomas) La reproducción Asexual: En la reproducción sexual no interviene gametos, de un solo individuo se separa una unidad reproductora constituida que por diferentes modalidades dará lugar a un organismo, al no existir la presencia de gametos, los organismos no presentan combinaciones genéticas. La división del núcleo por mitosis es un proceso previo para todas las modalidades de reproducción asexual así se asegura el reparto equitativo del material genético. Bipartición: Se da en organismos unicelulares, en ellos la unidad reproductora constituye toda la célula y la reproducción se lleva a cabo por la división en dos partes de la célula. Gemación: Se produce en los organismo unicelulares como las levaduras. Es una variedad de bipartición, en la cual tras la división del núcleo, el citoplasma se divide desigualmente de modo que las dos células hijas tiene tamaños diferentes. En organismos pluricelulares la yema se desprende dando lugar a un individuo independiente. Escisión o fragmentación: Consiste en la rotura espontánea el organismo progenitor en dos o mas fragmentos cada uno de los cuales dará lugar a un nuevo individuo completo. (Ej. Anémonas, algas...) Esporulación: Consiste en una serie de divisiones de la célula en la que cada célula hija se rodea de una porción de citoplasma y se aísla mediante una membrana en el interior de la madre. Finalmente las esporas, son liberadas y se desarrollan en condiciones favorables (EJ. Hongos) La Reproducción Sexual: Es el método más extendido, el fin de la reproducción sexual es formar caracteres diferentes a los progenitores. Formación de gametos: Son células haploides que tienen la mitad de la dotación genética, las células del cuerpo tiene 48 cromosomasexcepto las sexuales que tienen 23. Los gametos se originan por meiosis únicamente en las células sexuales para que de ese modo cuando el gameto se una a otro gameto se completen las parejas de cromosomas. Formación de la célula huevo o cigoto:  Mediante la unión de los gametos (fecundación) y fusión de sus núcleos (cariogamia) , se restaura el número característico de cada especie. Desarrollo del cigoto: El cigoto se divide por mitosis y origina un individuo que poseerá por tanto características de ambos progenitores. Isogamia y Anisogamia: Según la morfología de los gametos se distinguen dos tipos de reproducción: isogámica y anisogámica. Reproducción isogámica: Se da en organismos que tienen la misma morfología aunque distinto comportamiento, se les denomina cepas de apareamiento y se distingue la cepa + (femenina) y la cepa - (masculina) Reproducción anisogámica: Son los organismos cuyos gametos son totalmente distintos morfológicamente. El gameto femenino suele ser inmóvil y tiene una vida un tanto más larga, el gameto masculino suele ser móvil y su vida es corta. Las glándulas que forman los gametos se denominan gónadas, las gónadas masculinas reciben el nombre de espermatozoides y las femeninas de óvulos. Unisexualidad y hermafroditismo: Especies unisexuales o doicas: Cuando en una misma especie existen dos géneros distintos con morfología y comportamiento distintos, en este caso es frecuente el diformismo sexual. Especies hermafroditas o monoicas: los organismos son portadores de ambos tipos de gónadas y producen los dos tipos de gametos. (Ej. Muchos vegetales, anélidos, y moluscos) El hermafroditismo es frecuente en organismos fijos o de movimiento lento, que se ven obligados a la autofecundación , esta se intenta evitar mediante la fecundación cruzada en la que dos individuos se aparean mutuamente. Partenogénesis: Algunas especies pueden desarrollar óvulos sin fecundar, que dan lugar a adultos, es frecuente en insectos, crustáceos, y en algunos vertebrados. En la partenogénesis se sacrifican ventajas que tiene la sexualidad en beneficio de citaciones muy especiales en los que por ejemplo el individuo se ha quedado aislado. La partenogénesis puede ser meiotica o ameiótica. Partenogénesis meiotica o haploide: como es el caso de las abejas, el óvulo se origina mediante meiosis y es haploide dando lugar siempre a machos. Partenogénesis ameiótica o diploide: el óvulo se forma por mitosis, puede dar lugar a machos y a hembras La división celular por Meiosis: La fusión de lo gametos en la reproducción sexual se da lugar a un cigoto con el doble de cromosomas que cualquiera de los gametos. Si el individuo desarrollara descendientes estos tendrían el cuádruplo de cromosomas y así sucesivamente. Para evitar la duplicación cromosómica que se produciría, debe haber algún método para que los cromosomas se reduzcan a la mitad esa reducción cromosómica se denomina mitosis celular La meiosis: En la meiosis tienen lugar dos divisiones consecutivas denominadas primera y segunda división meiotica, el resultado son cuatro células haploides, en las que tiene lugar las mismas fases; profase, metafase, anafase y telofase Primera división meiotica: En este fase los cromosomas se emparejan e intercambian el material genético. ETAPAS DE LA PROFASE I Los filamentos de ADN ya duplicados comienzan a condensarse, los cromosomas se hacen visibles y cada uno está duplicado en dos cromátidas (rojos y azules) Cada cromosoma se aparea gen a gen con su homólogo correspondiente. Este proceso se denomina sinapsis Las dos cromátidas (rojo y azul) homologas se unen en algunos puntos llamados quiasmas El entrecruzamiento origina fragmentos de ADN intercambiados que lleva a una nueva combinación de genes Después de esta profase I, se darán lugar las siguientes etapas (metafase I, anafase I, y telofase I) solo que estarán todos por duplicados y ya hay dos células hijas Segunda división meiotica: Tiene como misión separar las cromátidas de cada cromosoma. Tiene sus respectivas etapas (metafase II, anafase II, y telofase II) dando lugar a 4 células hijas con el mismo número de cromosomas sencillos que había en un principio. Consecuencias de la meiosis: En la meiosis, el material nuclear se ha replicado una sola vez, el resultado final son cuatro células haploides; se ha reducido a la mitad el número de cromosomas del núcleo original haploide. Cada cromosoma haploide tiene información genética de ambos progenitores. Gametos y esporas: La meiosis tiene lugar en las células Diploides, mediante la meiosis se obtienen 4 células haploides. Estas pueden ser Gametos (que se unirá a otro formando un cigoto 2no) y Esporas (célula que puede originar por mitosis , un organismo haploide sin necesidad de unirse a otra célula) LA REPRODUCCIÓN SEXUAL EN ANIMALES Y PLANTAS La reproducción sexual en los animales: Los animales se caracterizan por tener un ciclo vital diplonte, en los animales se puede dar reproducción asexual pero lo mas normal es la reproducción sexual. Testículos Espermatozoides GÓNADAS ORGANIOS QUE FABRICAN GAMETOS Ovarios Óvulos La formación de gametos: Se denomina gametogénesis y en los vertebrados se desarrolla en varias fases: Fase se proliferación o multiplicación: Las células madres (Diploides) producen por sucesivas mitosis los futuros gametos masculinos o femeninos. Fase de crecimiento: Las espermatogonias y las oogonias crecen y se transforman en espermatozoitos u oocitos de primer orden Fase meiotica o de maduración: En ella los espermatozoitos y oocitos de primer orden entran en meiosis para dividir su número de cromosomas (n) Fase de diferenciación: Se forman los espermatozoides y óvulos definitivos Espermatozoide: - Se agranda el núcleo y se construye la cabeza - Se forma el acromosoma, para que el espermatozoide pueda penetrar en el óvulo. •Tiene una cola que es un largo flagelo para moverse •Tiene muchas mitocondrias porque necesita mucha energía para desplazarse rápido Óvulo: - En el citoplasma se almacena una compleja mezcla de sustancias que constituyen el vitelo •Tiene pequeñas vesículas derivadas del aparato de Golgi llamados gránulos corticales •Alrededor de la membrana plasmática existe una membrana pelúcida, y sobre ella una corona radiada •El núcleo se localiza en un polo formando la vesícula germinativa GAMETOGÉNESIS La Fecundación: Existen dos tipos de fecundación; [Interna - Externa ] Fecundación Externa: Es el tipo de fecundación mas frecuente en los animales, los óvulos sin fecundar son expulsados al exterior y el macho los fecunda con el esperma, en el exterior los óvulos son fecundados. Fecundación Interna: es la característica de los animales terrestres, requiere del apareamiento, es necesario que ambos tengan órganos copulares. La fecundación se realiza normalmente en el cuerpo de la hembra. Mecanismos de fecundación: El espermatozoide tiene que romper las membranas del óvulo con los acrosomas. A medida que el espermatozoide entra se forma una membrana que impide que otros espermatozoides (membrana cortical) entren y fecunden al óvulo. Seguidamente se produce la fusión química de los dos núcleos (femenino y masculino) llamada cariogamia. [ n + n = 2n] Fecundación y desarrollo: Según el lugar donde se produzca la fecundación y se desarrolle el cigoto, se distinguen tres tipos diferentes de reproducción: Ovípara: Los óvulos fecundados o sin fecundar son expulsados al medio externo. Esta modalidad se presenta en aves. Ovovivípara: La fecundación es interna y el desarrollo del huevo o célula también se produce en el interior donde reciben albergue y protección. Esta modalidad se presenta en algunos reptiles Vivípara: El embrión se desarrolla en una parte del interior materno, la madre nutre a este hasta que sale al exterior, la fecundación es interna. Así ocurre en los mamíferos. El Desarrollo embrionario: El desarrollo embrionario es el proceso por el cual se forma un nuevo individuo a partir de una célula huevo. En el desarrollo embrionario de los animales se distinguen las fases; segmentación, gastrorulación, formación del mesodermo y el celoma, y organogénesis. El Desarrollo posembrionario: Comienza con el parto en los animales vivíparos o la eclosión del huevo en los ovíparos. El individuo comienza un proceso de desarrollo fisiológico hasta que adquiere el estado adulto (es decir hasta que pueda reproducirse) La metamorfosis: En la metamorfosis, se van sustituyendo los órganos provisionales en órganos definitivos. Según la complejidad podemos distinguir entre metamorfosis sencilla o compleja. La metamorfosis: En la metamorfosis, se van sustituyendo los órganos provisionales en órganos definitivos. Según la complejidad podemos distinguir entre metamorfosis sencilla o compleja. Metamorfosis sencilla: Es la que tiene lugar en anfibios, estrellas de mar, moluscos, insectos... En ella, la larva se transforma en adulto por una muda de la cubierta externa y sin pasar por una etapa de inactividad Metamorfosis compleja: La cría pasa por una serie de fases teniendo un estado de inactividad, es la típica de muchos insectos (gusanos de seda) La Reproducción en las Espermatofitas: En las plantas con semillas, los órganos reproductores se localizan en una parte especializada de la planta, la flor, donde se forman las semilla. Esta es una estructura reproductora característica de las espermatofitas. Órganos sexuales: El Androceo: que constituye la parte masculina de la flor, y formado por un conjunto de hojas muy modificadas llamadas estambres, donde se alberga el polen El Gineceo: Constituye la parte femenina de la flor, y está formado por hojas denominadas carpelos, se sueldan para albergar al óvulo, los carpelos adoptan una forma de botella denominado pistilo, la parte intermedia es el estilo y termina en la parte mas ancha, el estigma. La polinización: Es el proceso por el cual los granos de polen, son traspasasdos desde los estambres de una flor hasta los estigmas de los carpelos que contienen el óvulo femenino. Según la prcedencia del polen pueden distinguirse varios tipos de polinización: Autopolinización: Si el polen procede de la misma flor o de otras flores de la misma planta Polonización cruzada: Si el polen procede de flores situadas en distinto pie de planta. A pesar de que las flores son hermafroditas siempre se intenta recurrir a la polinización cruzada esto permita una mayor diversidad genética. La autopolinización se evita mediante mecanismos que impiden el conatcto entre el polen y el estigma de la misma flor, haciendo madurar a los órganos amculinos y femeninos en diferentes momentos. Dependiendo de cómo halla llegado el polen, se distingue entre: Polinización Anemógama El transporte de polen lo realiza el viento, la flor sufre una serie de adaptaciones para hacer as factible este método: La corola es muy simple y poco rígida Los carpelos se hacen plumosos para retener + granos Los estambres producen muchos granos de polen Polinización entomógama: El transporte lo realizan los insectos, pues estos van al nectario a consumir néctar y el polen se les queda pegado en el cuerpo. La flor adopta colores vistosos Produce sustancias azucaradas Olores apetitosos