Biología: Definición, Historia, Ramas y Más - PDF

Definición de la biología La biología (cuyo nombre proviene del griego: bíos, "vida" y logia, "ciencia, saber") es una de las ciencias naturales, y su objeto de estudio comprende a las distintas formas y dinámicas de la vida: el origen, la evolución, la adaptación y los procesos propios de los sere...

Definición de la biología La biología (cuyo nombre proviene del griego: bíos, "vida" y logia, "ciencia, saber") es una de las ciencias naturales, y su objeto de estudio comprende a las distintas formas y dinámicas de la vida: el origen, la evolución, la adaptación y los procesos propios de los seres vivientes: la nutrición, el metabolismo, el crecimiento, la respuesta a estímulos, la reproducción, y sus diversos mecanismos posibles de existencia. Historia de la biología La historia de la biología narra y analiza la historia del estudio de los seres vivos, desde la Antigüedad hasta la época actual. Aunque la biología moderna es un desarrollo relativamente reciente (siglo XIX), las ciencias relacionadas e incluidas en ella se han estudiado como filosofía natural desde la antigüedad ---antiguas civilizaciones de Mesopotamia, Egipto, subcontinente indio, China---, pero los orígenes de la biología moderna y su enfoque del estudio de la naturaleza se creen originados en la antigua Grecia. Ramas de la biología **Anatomía:** Estudia la estructura de los seres vivos la ubicación y disposición de sus órganos. **Biología celular o citología:** Estudia la estructura y función de las células. **Biología del desarrollo o embriología:** Estudia el crecimiento del feto hasta su nacimiento. **Biología evolutiva:** Estudia los cambios habidos en los seres vivos. **Biología humana:** Estudia las variaciones genéticas, biológicas y los determinantes de riesgo por enfermedades en poblaciones humanas. **Biología molecular:** Estudia los fenómenos biológicos a nivel molecular. **Bioquímica:** Estudia las diferentes reacciones químicas que ocurren en los seres vivos. **Botánica:** Estudia o clasifica a los organismos vegetales o plantas. **Ecología:** Estudia a los seres vivos que habitan cada ecosistema, las interrelaciones que se establecen entre ellos y su medio ambiente. **Fisiología:** Estudia los fenómenos y explica cómo los sistemas, las células y las moléculas interactúan para mantener un normal funcionamiento de los seres vivos. **Genética:** Estudia los genes y los mecanismos que regulan la transmisión de los caracteres hereditarios. **Histología:** Estudia la función y composición de los tejidos de los seres vivos. **Microbiología:** Estudia a los microorganismos. **Paleontología:** Estudia e interpreta a los fósiles para conocer el pasado de la vida en la tierra. **Taxonomía:** Estudia la clasificación de los seres vivos. **Zoología:** Estudia a los animales. Importancia de la Biología La biología es una disciplina importante pues mediante ella podemos develar los misterios de la vida tal y como la conocemos, incluido su origen (y el nuestro propio) y las leyes que la fundamentan. Así podremos entender qué es exactamente la vida y podremos buscarla en otros planetas, y también podremos valorarla y cuidarla en el nuestro. Constituyentes de los seres vivos Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Los cuatro bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N), representando alrededor del 99 por ciento de la masa de la mayoría de las células. Clasificación y características de los seres vivos Niveles de organización: Químico y Biológico - Los átomos, que son las formas más simples. - Moléculas. - Macromoléculas. - Células, formadas por organelos u orgánulos celulares. - Tejidos. - Órganos. - Aparatos. - Organismos. - Población. - Comunidad. - Ecosistema. - Biosfera. Elementos biogenéticos o biogenésicos Son llamados elementos biogenésicos aquellos átomos que componen la materia viva. Etimológicamente, el término proviene de bio, que en griego significa "vida"; y génesis, que significa "origen". **Características de los elementos biogenésicos** - Esenciales para la vida: Son necesarios para la formación y mantenimiento de las estructuras celulares y los procesos metabólicos. - Abundancia relativa: Algunos de estos elementos, como el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno, son los más abundantes en los organismos vivos. - Versatilidad química: Tienen la capacidad de formar enlaces químicos estables y diversos (ejemplo: enlaces covalentes, iónicos, puentes de hidrógeno). - Distribución en la naturaleza: Están presentes en los ecosistemas y se reciclan constantemente en los ciclos biogeoquímicos. **Clasificación según su abundancia**: 1. **Primarios (o principales):** Constituyen más del 95% de la materia viva. 2. **Secundarios:** Están en menor proporción, pero son esenciales. 3. **Oligoelementos**: Se encuentran en trazas (menos del 0.01%), pero cumplen funciones vitales. **Estructura de los elementos biogenésicos**: Los elementos biogenésicos participan en la formación de las biomoléculas con estructuras específicas: 1\. Carbono (C): Forma cadenas y anillos gracias a sus 4 electrones de valencia, permitiendo la diversidad molecular. 2\. Hidrógeno (H) y Oxígeno (O): Componentes principales del agua y moléculas orgánicas. 3\. Nitrógeno (N): Presente en los aminoácidos, bases nitrogenadas y coenzimas. 4\. Fósforo (P): Estructura básica de los nucleótidos, fosfolípidos y moléculas energéticas como el ATP. 5\. Azufre (S): Participa en los puentes disulfuro de las proteínas, estabilizando su estructura. **Funciones de los elementos biogenésicos**: **1. Carbono (C):** \- Base de las biomoléculas orgánicas. \- Forma carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. **2. Hidrógeno (H):** \- Componente del agua y otras moléculas. \- Fuente de protones (H⁺) en reacciones químicas. **3. Oxígeno (O):** \- Participa en la respiración celular. \- Forma parte del agua y moléculas orgánicas. **4. Nitrógeno (N):** \- Fundamental para aminoácidos, proteínas y ácidos nucleicos. **5. Fósforo (P):** \- Componente del ADN, ARN, ATP y fosfolípidos de membranas. **6. Azufre (S):** \- Interviene en la estructura y función de proteínas (como la queratina y la insulina). **7. Oligoelementos**: \- Hierro (Fe): Transporte de oxígeno en la sangre (hemoglobina). \- Yodo (I): Síntesis de hormonas tiroideas. \- Zinc (Zn): Cofactor enzimático Biomoléculas Carbohidratos Los carbohidratos o hidratos de carbono o también llamados azúcares son los compuestos orgánicos más abundantes y a su vez los más diversos. Que nos aportan abundante energía. Están integrados por carbono, hidrógeno y oxígeno, de ahí su nombre. Son parte importante de nuestra dieta, es decir, el conjunto de alimentos consumidos en un día. Su función en el organismo es esencialmente energética, a través de ellos se consigue la energía suficiente para poder realizar las actividades cotidianas. Clasificación: Simples: son azúcares de rápida absorción ya que por su tamaño pueden empezarse a digerir desde la saliva; éstos generan la inmediata secreción de insulina. Son aquellos que saben más dulces. Monosacáridos: glucosa o fructosa Disacáridos: formados por la unión de dos monosacáridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc. Oligosacáridos: polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos. Complejos: son de absorción más lenta, y actúan más como energía de reserva. Polisacáridos: están formados por la unión de más de 20 monosacáridos simples. Función de reserva: almidón, glucógeno y dextranos. Función estructural: celulosa y xilanos. Lípidos Son un conjunto de moléculas orgánicas ( la mayoría biomoléculas) compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno. Tienen como característica principal el ser hidrófobas (insolubles en agua) y solubles en disolventes orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (como los triglicéridos), la estructural (como los fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (como las hormonas esteroides). Clasificación Los lípidos son un grupo muy heterogéneo que usualmente se clasifican en dos grupos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (lípidos saponificables) o no lo posean (lípidos insaponificables). Lípidos saponificables Simples: Lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Acilglicéridos. Son ésteres de ácidos grasos con glicerol. Cuando son sólidos se les llama grasas y cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites. Céridos (ceras). Complejos: Son los lípidos que además de contener en su molécula carbono, hidrógeno y oxígeno, también contienen otros elementos como nitrógeno, fósforo, azufre u otra biomolécula como un glúcido. A los lípidos complejos también se les llama lípidos de membrana pues son las principales moléculas que forman las membranas celulares. Fosfolípidos: Fosfoglicéridos, Fosfoesfingolípidos. Glucolípidos: Cerebrósidos, Gangliósidos Lípidos insaponificables Terpenoides Esteroides Eicosanoides Proteínas Son moléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. El término proteína proviene de la palabra francesa protéine y esta del griego (proteios), que significa \'prominente, de primera calidad.Por sus propiedades físico- químicas, las proteínas se pueden clasificar en proteínas simples (holoproteidos), que por hidrólisis dan solo aminoácidos o sus derivados; proteínas conjugadas (heteroproteidos), que por hidrólisis dan aminoácidos acompañados de sustancias diversas, y proteínas derivadas, sustancias formadas por desnaturalización y desdoblamiento de las anteriores. Las proteínas son indispensables para la vida, sobre todo por su función plástica (constituyen el 80% del protoplasma deshidratado de toda célula), pero también por sus funciones biorreguladoras (forma parte de las enzimas) y de defensa (los anticuerpos son proteínas) Enzimas Se denomina enzimas a un conjunto de proteínas encargadas de catalizar (disparar, acelerar, modificar, enlentecer e incluso detener) diversas reacciones químicas, siempre que sean termodinámicamente posibles. Esto quiere decir que son sustancias reguladoras en el cuerpo de los seres vivos, por lo general disminuyendo la energía inicial requerida para poner en marcha la reacción. Ácidos Nucleicos Los Ácidos Nucleicos son las biomoléculas portadoras de la información genética. Son biopolímeros, de elevado peso molecular, formados por otras subunidades estructurales o monómeros, denominados Nucleótidos. De acuerdo a la composición química, los ácidos nucleicos se clasifican en Ácidos Desoxirribonucleicos (ADN) que se encuentran residiendo en el núcleo celular y algunos organelos, y en Ácidos Ribonucleicos (ARN) que actúan en el citoplasma. Teoría Celular Célula Macroscópica Son las células observadas a simple vista. Eso obedece a lo voluminoso de alimentos de reserva que lo contienen como, por ejemplo: La yema de huevo de las aves y reptiles y las fibras musculares estriadas, que alcanzan varios centímetros de longitud. Célula Microscópica Se observan únicamente con el microscopio por escapar del límite de visibilidad luminosa, y cuyo tamaño se expresa en micras (milésima parte del milímetro). Sistemas biológicos Los sistemas biológicos de una célula son un conjunto de estructuras y procesos interconectados que permiten su funcionamiento, incluyendo la gestión de energía, la comunicación, el soporte estructural, la síntesis de proteínas y la protección frente a agentes externos. Estos sistemas específicos son ampliamente estudiados en la anatomía humana y también están presentes en muchos otros animales. **Sistema respiratorio:** los órganos utilizados para respirar, la faringe, la laringe, los bronquios, los pulmones y el diafragma. **Sistema digestivo**: digestión y procesamiento de alimentos con glándulas salivales, esófago, estómago, hígado, vesícula biliar, páncreas, intestinos, recto y ano. **Sistema cardiovascular (corazón y sistema circulatorio):** bombeo y canalización de sangre hacia y desde el cuerpo y los pulmones con corazón, sangre y vasos sanguíneos. **Sistema urinario:** riñones, uréteres, vejiga y uretra implicados en el equilibrio de líquidos, equilibrio de electrolitos y excreción de orina. **Sistema integumentario:** piel, cabello, grasa y uñas. **Sistema esquelético:** soporte estructural y protección con huesos, cartílagos, ligamentos y tendones. **Sistema endocrino:** comunicación dentro del cuerpo mediante hormonas producidas por glándulas endocrinas como el hipotálamo, glándula pituitaria, cuerpo pineal o glándula pineal, tiroides, paratiroides y suprarrenales, es decir, glándulas suprarrenales. **Sistema linfático:** estructuras involucradas en la transferencia de la linfa entre los tejidos y el torrente sanguíneo; Incluye la linfa y los ganglios y vasos. El sistema linfático incluye funciones que incluyen respuestas inmunes y desarrollo de anticuerpos. **Sistema inmunológico:** protege al organismo de cuerpos extraños. **Sistema nervioso: r**ecopilar, transferir y procesar información con el cerebro, la médula espinal, el sistema nervioso periférico y los órganos sensoriales. **Sistema muscular:** permite la manipulación del entorno, proporciona locomoción, mantiene la postura y produce calor. Incluye músculos esqueléticos, músculos lisos y músculos cardíacos. **Sistema reproductivo: l**os órganos sexuales, como ovarios, trompas de Falopio, útero, vagina, glándulas mamarias, testículos, vasos deferentes, vesículas seminales y próstata. Virus En biología, un virus (del latín virus, en griego ἰός «toxina» o «veneno») es un agente infeccioso microscópico acelular que solo puede replicarse dentro de las células de otros organismos. 1​ Los virus están constituidos por genes que contienen ácidos nucleicos que forman moléculas largas de ADN o ARN, rodeadas de proteínas. Estructura y funciones de la célula Estructuras en el citoplasma de la célula eucariota, tienen forma y funciones especializadas bien definidas, diferenciadas y que presentan su propia envoltura de membrana lipídica. La membrana, el citoplasma y el núcleo estos son conocidos como organelos celulares 1\. **Membrana**. La membrana de los organelos celulares se encuentra compuesta por: **Pared Celular** Es un recubrimiento de la célula, compuesto por carbohidratos y proteínas, presente principalmente en bacterias (procariontes) y plantas (pared de celulosa). Esta pared celular permite, por un lado, defenderse e interactuar con el medio externo, y por el otro, especialmente en las células vegetales, conservar cierta rigidez que le da forma a la célula. **Membrana plasmática** Se trata de una estructura elástica muy delgada. Su estructura básica es una película delgada de lípidos de dos moléculas de espesor, que funciona como barrera al paso de agua y sustancias hidrosolubles entre el líquido extracelular y el líquido intracelular. Flotando en la bicapa lipídica, se encuentran moléculas proteínicas. **2.Citoplasma** Es la estructura más grande de la célula. Está formada principalmente por agua, 90% o más. Dentro del citoplasma se encuentras las estructuras de la célula: Los organelos y el núcleo. El espacio líquido que separa los organelos entre sí y éstos del núcleo, se llama matriz citoplasmática o Citosol. No es completamente líquido, su consistencia es más bien gelatinosa, ya que además tiene en solución otras moléculas como lípidos (grasas), proteínas, carbohidratos y sales minerales, entre otras. Dentro del citoplasma se encuentran: **Organelos** Los organelos u orgánulos, son estructuras celulares especializadas, que cumplen funciones específicas dentro de las células. Las células procariontes, al ser de estructura más sencilla, tienen menos organelos, mientras que, en los eucariontes, mientras más aumenta su complejidad, contienen mayor cantidad de organelos. **Glucocálix** Exclusivo de eucarionte animal. Es un conjunto de azúcares unidos a las proteínas o lípidos de la membrana celular. Es el sistema receptor de la célula que reconoce el ambiente (virus, bacterias, hormonas), está hecho de carbohidratos. **Microtúbulos** Son parte del citoesqueleto, encargados del transporte intracelular. **Aparato de Golgi** Organelo membranoso, formado por un conjunto de sacos aplanados, sus funciones son: Secreción de proteínas, maduración de proteínas, glucosilación (sulfatación: pega grupos sulfatos y carboxilación: pega azúcares, grupos carbono). **Mitocondria (exclusivo eucariontes)** Sólo eucariontes. Sus funciones son: La respiración celular y la producción de ATP, tienen dos membranas, una interna y otra externa, tiene su material genético propio, tiene enzimas respiratorias. **Lisosoma (sólo eucariontes animales)** Son unos sacos esféricos que contienen enzimas hidrolíticas (digestivas), y digieren la materia orgánica. Cuando la célula muere, estos sacos se rompen y las enzimas liberadas, digieren a los componentes celulares. **Retículo. Endoplásmico (R.E.)** Este se puede dividir en retículo endoplásmico liso y rugoso, y sus funciones son: servir de transporte intracelular. Y las funciones particulares son: Retículo endoplásmico liso: Está involucrado en la síntesis de lípidos. Retículo endoplásmico rugoso: Tiene ribosomas que se encargan de la síntesis de proteínas. **Ribosomas** Son componentes celulares no membranosos. Se pueden encontrar aislados en el retículo endoplásmico rugoso, su función en ambos casos es la síntesis de proteínas. **Gonóforo** Exclusivo de procariontes. Tiene la información genética de la célula, normalmente consiste en una molécula de DNA duplo-helicoidal, está anclado a la membrana interna, y está disperso, pero con cierto orden. **Mesosoma (exclusivo de procariontes)** Son extensiones de la membrana interna, puede contener paquetes de enzimas respiratorias del Ciclo de Krebs (respirosomas). **Lámelas (exclusivo de procariontes)** Están adheridas a la membrana interna, y son paquetes de enzimas fotosintéticas, en caso de que sea una bacteria foto sintética, es una especie de organelo primitivo. Aquí inicia la minimización de la entropía. Aquí inicia la fotosíntesis, y son equivalentes a las membranas internas del cloroplasto. **Plásmidos (exclusivo de procariontes)** Son anillos de DNA de doble hélice con aproximadamente 20 genes, también llamados genes móviles, se deben incorporar al gonóforo para expresarse. Su nombre cambia de plásmido a episoma cuando se incorporan al DNA de gonóforo. **Pilli (exclusivo de procariontes)** Son prolongaciones de la pared celular, permiten la conjugación entre bacterias formando un puente citoplasma citoplasma, de esta manera, las bacterias intercambian plásmidos. **Cápsula (exclusivo de procariontes)** Es una cubierta tipo mucilaginoso, muy blanda, forma de protección, capa aislante, formada por polisacáridos principalmente, es la causa de patogenecidad de la bacteria. **Flagelo** Son, una especie de pequeños organelos, proyectados hacia fuera de la membrana celular que utilizan moléculas de ATP, para darle movilidad a la célula. **Cloroplastos (exclusivo de vegetales).** Los cloroplastos son receptores de la energía luminosa, que convierten en energía química del ATP para la biosíntesis de la glucosa y otras biomoléculas orgánicas a partir del dióxido de carbono, agua y otros precursores. El oxígeno se genera en las plantas durante la fotosíntesis. Los cloroplastos son la principal fuente de energía de las células fotosintéticas expuestas a la luz. **Vacuola** Las vacuolas segregan productos de desecho de las células vegetales y eliminan sales y otros solutos cuya concentración aumenta gradualmente durante el tiempo de vida de la célula. A veces algunos solutos cristalizan en el interior de las vacuolas, se encuentran básicamente en vegetales y tienen gran tamaño, en animales son menos frecuentes y tienen menor tamaño **3.El núcleo.** Es el componente más grande del interior de la célula, y sus funciones son: almacenar, transcribir y transmitir, la información almacenada en el DNA, que se encuentra protegido por unas proteínas llamadas Histonas. El nucléolo, que están en el interior del núcleo está formado por el RNA y proteínas. Las proteínas del nucléolo actúan además para la creación de nuevos ribosomas. Tipos de célula Eucariota Las células eucariotas tienen una estructura más compleja que las procariotas. Tienen el núcleo rodeado de una membrana nuclear, por lo que su material genético queda contenido en el núcleo. Además, estas células poseen orgánulos (también llamados "organelas") en su citoplasma que pueden estar delimitados por membranas. Procariota Las células procariotas tienen una estructura básica sencilla, sin membrana nuclear, por lo que su material genético se encuentra disperso, ocupando un espacio llamado nucleoide, y que está en contacto directo con el resto del citoplasma. Animal Una célula animal es un tipo de célula eucariota, es decir, que tiene un núcleo definido. Las células animales son las que forman los distintos tejidos de los organismos vivos que pertenecen al reino Animalia (animales). Vegetal La célula vegetal es el tipo de célula que se encuentra en las plantas. Su estructura general y funcionamiento es similar al de la célula animal, porque ambas son células eucariotas (tienen núcleo verdadero y compartimientos internos). **Tipos de Tejidos** **ANIMAL** Los tejidos animales son estructuras formadas por células que realizan funciones específicas en el cuerpo de los animales. Se dividen en cuatro tipos: epiteliales, conectivos, musculares y nerviosos, y se encuentran en la mayoría de los animales. Cada tipo de tejido cumple una función particular dentro del organismo. **Los tejidos epiteliales** están formados por capas de células que recubren el cuerpo. Estos tejidos se encargan de cubrir, proteger, absorber y secretar sustancias. - **Epitelio plano simple:** Transporte de sustancias. - **Epitelio cúbico simple:** Participa en funciones de absorción y secreción. - **Epitelio cilíndrico simple:** Expulsar sustancias extrañas. - **Epitelio: de transición**: Ayuda a que las partes corporales se estiren. **Los tejidos musculares** pueden ser de tres tipos**: lisos,** que se localizan en el revestimiento de los órganos; **esqueléticos**, que están adheridos a los huesos y apoyan en el movimiento del cuerpo; y **tejidos del músculo cardíaco**, localizados en el corazón. **Los tejidos nerviosos** se componen de neuronas y forman un sistema nervioso completo, que incluye la médula espinal y el cerebro. - **Neuronas:** Son las células responsables de transmitir los impulsos nerviosos. - **Células gliales:** Soportan y protegen a las neuronas. **Los tejidos conectivos:** están hechos de diferentes células que apoyan a varias funciones del cuerpo. Entre este tipo de tejidos se encuentran la grasa, los huesos, la sangre, y los cartílagos. - **Tejido conectivo adiposo**: Formado por adipocitos. Almacenan energía, y Protección. - **Tejido conectivo óseo:** Compuesto por osteocitos (la unidad básica del hueso). Almacena - minerales. - **Tejido conectivo cartilaginoso**: Compuesto por condrocitos, se encuentran dentro de una matriz extracelular. Existen tres tipos de cartílago: - **Hialino:** (en las articulaciones, las costillas y la tráquea.) - **Elástico:** (la oreja y la epiglotis.) - **Fibroso:** proporciona soporte y flexibilidad, y amortiguar las articulaciones. - **Tejido conectivo sanguíneo:** Compuesto por glóbulos rojos y blancos en el plasma. Función transporte de oxígeno, nutrientes, desechos y hormonas. **VEGETAL** Los tejidos vegetales son agrupaciones de células especializadas que forman los diversos órganos de las plantas los cuales son: **Tejido meristemático:** Se encarga del crecimiento de la planta. Se encuentra en las zonas de crecimiento (como las puntas de las raíces y los brotes) y está compuesto por células que se dividen continuamente. - **Meristemo apical:** En las puntas de las raíces y tallos, y permite el crecimiento en longitud. - **Meristemo lateral:** Permite el crecimiento en grosor (como el cambium). **Tejido fundamental:** Formado por células que realizan funciones de almacenamiento, soporte y fotosíntesis. - **Parénquima:** Compuesto por células vivas, tiene funciones de almacenamiento y fotosíntesis (por ejemplo, en hojas y frutos). - **Colénquima:** Células alargadas y con paredes gruesas que proporcionan soporte flexible a la planta, como en los tallos jóvenes. Contiene cloroplastos. - **Esclerénquima:** Células muertas con paredes gruesas que proporcionan soporte rígido, como en las cáscaras de semillas o en los tejidos leñosos. **Tejido vascular:** Se encarga del transporte de agua, nutrientes y productos de la fotosíntesis. Está compuesto por **la xilema** (transporta agua y minerales desde las raíces) y el **floema** (transporta los productos de la fotosíntesis, como los azúcares). **Tejido dérmico:** Forma la capa exterior de la planta, protegiéndola de deshidratación, patógenos y daños físicos. Incluye la epidermis y estructuras como las estomas, que permiten el intercambio de gases. **División Celular** - Una célula diploide son las células que contienen su material genético completo (23 pares de cromosomas) - Una célula haploide son las células que contienen solo la mitad de su material genético, o sea un par por cromosoma. El ciclo celular comprende toda la vida de una célula, desde que nace a partir de otra célula, hasta que muere. Debido a la división celular se produce el crecimiento de los seres vivos. **Ciclo Celular:** **Interfase:** Las cromosomas están extendidas, y se subdivide en subfases: - Fase G1: Crecimiento celular y luego se preparan para duplicar su material genético. - Fase G: Son aquellas células que no se pueden dividir como las neuronas o músculos estriado. - Fase S: Las células duplican su material genético y sus organelos. - Fase G2: Las células si lo que se duplico está bien. **MITOSIS** Son las células que no se reproducen, se dividen, ósea es un proceso asexual que ocurre en las células somáticas (todas las células del cuerpo menos las reproducitvas ) este proceso celular por el cual producen dos células idénticas entre si con el mismo número de cromosomas (hijas), a partir de una célula (Madre). Su función principal es el crecimiento, reparación y reemplazo de tejidos. Esta división crea dos células diploides. **Etapas o fases de la Mitosis** 1. **PROFASE:** Las cromosomas se condensan y la membrana nuclear desaparece, los centriolos se dividen y se separan, se forma el huso meiótico. 2. **METAFASE:** Los cromosomas se fijan en fibras del huso meiótico y se alinean formando la placa metafísica en el centro de la célula. 3. **ANAFASE:** Las cromosomas se separan de cada par hermana y son atraídas hacia los extremos opuestos de la célula. 4. **TELOFASE:** La membrana nuclear se vuelve a formar y el citoplasma se divide, donde se produce la citocinesis, cada célula formada (Hijas) tienen 23 pares de cromosomas. **Fotosíntesis** Es un proceso químico realizado por las plantas con la finalidad de producir su propio alimento. Es un proceso impulsado por la energía de la luz donde se crean moléculas de glucosa a partir de agua y dióxido de carbono. El proceso ocurre principalmente en los cloroplastos, unos orgánulos que contienen clorofila, un pigmento que captura la luz solar. La ecuación básica de la fotosíntesis es 6CO2+6H2O+luz→C6H12O6+6O2 Esto significa que la planta toma dióxido de carbono (CO₂) del aire, agua (H₂O) del suelo y usa la luz solar para producir glucosa (C₆H₁₂O₆) y oxígeno (O₂). La nutrición en las plantas se refiere a la manera en que obtienen los nutrientes necesarios para su crecimiento y desarrollo. Las plantas son autótrofas, lo que significa que producen su propio alimento a través de la fotosíntesis La fotosíntesis ocurre en dos fase: **Fase Luminosa** Esta fase ocurre en los tilacoides (tienen clorofila) de los cloroplastos dentro de las células vegetales. Este proceso es el siguiente: - **Excitación de clorofila (Absorción de luz):** La luz solar es absorbida por los pigmentos fotosintéticos en los cloroplastos, y estos capturan fotones de luz. La energía de la luz excita los electrones, elevándolos a un estado de energía más alto. - **Fotolisis del agua:** Este proceso consiste en la descomposición de las moléculas de H~2~O en protones (H^+^) y electrones (e^-^) - **Cadena de transporte de electrones:** Los electrones excitados viajan por una seria de proteínas en la membrana de tilacoides, liberando energía que usa para bombear protones en el interior de la tilacoide. - **Fotofosrilacion:** La energía del gradiente de protones genera ATP, utilizando el ATP sintasa, este proceso convierte el ADP y fosfato en ATP - **Reducción de NADP^+^ a NADPH:** Los electrones finalmente al NADP**^+^** reduciéndolo a NADPH. Donde es necesaria la fase oscura. **Fase Oscura** Esta actualmente conocida como **El Ciclo de Calvin** que comprende varias reacciones que no comprenden luz pero depende de los productos generados en la fase luminosa. **Ciclo de Calvin** : conjunto de reacciones para la síntesis de glúcidos que ocurre en el estroma o citosol del cloroplasto, y esta ocurre en tres fases: - **Fijación de Carbono:** El dióxido de carbono **(CO~2~ )** se fija a una molécula 5 carbonos llamada "Ribulosa 1,5 bifosfato (**RuBP),** gracias a la acción de una enzima llamada "ribulosa 1,5 bifosfato carboxilasa/oxigenada **(Rubisco).** Esto da lugar una molécula de carbonos inestable lo cual se divide rápidamente en dos moléculas de 3-fosfoglicerato **(3 PGA).** - **Reducción:** Las moléculas de **3 PGA** se reducen utilizando ATP y NADPH (Provenientes de la fase luminosa). Este proceso, produce 6 moléculas de gliceraldehido-3-fosfato **(G3P),** y una de esas moléculas saldrá del ciclo para formar glucosa. **Reproducción Humana** **Fertilidad** Es la capacidad de un ser humano para concebir y llevar a termino un embarazo. **Fertilidad Femenina:** hay factores que se destacan - Ciclo menstrual regular. - Salud de los ovarios. - Trompas de Falopio abiertos y saludables. - Un útero saludable. **Fertilidad Masculina:** En los hombres se refiere a la capacidad de producir espermatozoides saludables: - Producción de espermatozoides. - Función adecuada del sistema reproductivo. **Fecundación** Es un proceso complejo que consta de varias etapas, es la unión entre un espermatozoide y un ovulo: 1. **Encuentro del espermatozoide en el ovulo:** El espermatozoide viaja desde el cuello uterino hasta las trompas de Falopio y encuentra el ovulo para fecundarlo. 2. **Penetración y fusión de los gametos:** El espermatozoide penetra el ovulo, y sus núcleos se fusionan, formando el cigoto con el material genético de ambos. 3. **División celular y formación del blastocito:** El cigoto comienza a dividirse en múltiples células. 4. **Implantación con el útero:** El blastocito llega al útero y se implanta en la pared uterina lo que da inicio al embarazo. **La genética como ciencia** La ciencia que estudia la herencia y a las leyes que rigen, las similitudes y diferencias entre los organismos se llama Genética. - **Gen** es la unidad física básica de la herencia y los **genes** están dispuestos , unos tras otros en estructuras llamadas cromosomas. - **Fenotipo** son los rasgos observables del individuo. - **Genotipo** colección de genes de un individuo. - **Herencia** proceso por el cual las características de un progenitor - **Alelos** son formas o versiones que un mismo gen que puede tomar. **Teoría de la Herencia** Fue formulada principalmente por Gregor Mendel a mediados del siglo XIX, quien descubrió las leyes básicas que rigen la herencia de los caracteres vivos. Mendel llevo a cabo experimentos con plantas de guisantes y observo como se heredaban ciertos rasgos como el color y la forma de las semillas. - **Primera ley o Ley de la uniformidad:** Si se cruzan dos individuos de raza pura para un rasgo particular, todos los descendientes de la primera generación filial, serán uniformes mostrando el mismo rasgo dominante. - **Segunda Ley o Ley de la segregación:** Establece que cada hecho por un organismo recibirá una copia de los genes que tiene, y que las copias de los genes se asignan al azar de los gametos. **Teoría Cromosómica** Es una teoría científica fundamental que conecta la genética mendeliana con el comportamiento de los cromosomas en la división celular. Propuesta independientemente por Walter Sutton y Theodor Boveri a principios del siglo XX, la teoría establece que los **genes están ubicados en los cromosomas.** - El lugar físico que ocupan un gen en el cromosoma se llama LOCUS - Durante la meiosis, el proceso que genera gametos los cromosomas se segrega independiente unos de otros. Esto ocurre en la meiosis cuando están en el ecuador de la célula y luego se separan - Los organismos son típicamente diploides lo que significa que cada uno viene de un progenitor. - En el entrecruzamiento durante la meiosis puede causar recombinación lo que lleva variabilidad genética. **Genética Humana** Estudia los caracteres hereditarios (genes) de la especie humana, esta intenta comprende para que sirve cada gen en el ser humano y como se transmiten de generación en generación. **Genoma Humano** Es nuestra información genética tomados en un conjunto. Son aproximadamente 3000 millones de nucleótidos, y al menos 20000 genes que lo codifican, y este contiene toda la información necesaria para el desarrollo, funcionamiento, crecimiento y reproducción de un ser humano. La mayoría de células del cuerpo contienen 23 pares de cromosomas (Total 46) 22 pares de cromosomas no sexuales se denominan autosomas el par 23 contiene los cromosomas sexuales X y Y. **Anomalías Hereditarias** Se dan debido a las alteraciones en el numero o la estructura de los cromosomas y se dividen en dos: **Aneuploidía (Alteraciones numéricas):** Condición en las que hay un numero distinto cromosomas, el humano tiene 46 cromosomas (23 pares) pero en los casos aneuploidía el numero total puede ser mayor o menor que 46, esto se da por errores que hubieron en la meiosis: - **Síndrome de Down (trisomía 21):** tres copias del cromosoma 21 - **Síndrome de Edwards(trisomía 18):** tres copias del cromosoma 18 - **Síndrome de Patau (trisomía 13):** tres copias del cromosoma 13 - **Síndrome de Turner (monosomía X):** falta un cromosoma X en mujeres - **Síndrome de Klineferter (47, XXY):** un cromosoma X extra en hombre - **Síndrome de triple X (47, XXX):** un cromosoma X en mujeres - **Síndrome de 47, XXY:** un cromosoma Y extra en hombres. **Alteraciones estructurales:** Cuando hay un cambio en la disposición de los cromosomas (deleciones, duplicaciones, inversiones) - **Síndrome de Cridu chat:** perdida del parte del cromosoma 5 - **Síndrome de Charcot Marie:** duplicación del genPMPL2 en el cromosoma 17 **Cambios genéticos en los seres vivos producidos por la contaminación y el cambio climático** Pueden alterar el código genético de los seres vivos lo que provoca mutaciones y enfermedades. **Contaminación** - La quema de combustibles como gas y gasolina libera partículas que reaccionan a las células. - La contaminación daña el ADN y causa canceres como el de la piel. **Cambio Climático** - Modifica la configuración genética de los seres vivos degrada la calidad de cultivos del suelo, lo que afecta la salud de cultivos. **Grupo Sanguíneo** Es la clasificación de la sangre de acuerdo con las características presentes en la capa exterior de los glóbulos llamados antígenos. Estos se clasifican según la presencia o ausencia de ciertos antígenos. Y tenemos **el sistema ABO:** - **Grupo A:** tiene antígenos A en la superficie de glóbulos rojos puede donar de A y AB, y recibe sangre de O y A - **Grupo B**: tiene antígenos B en los glóbulos puede donar a B y AB, y recibe sangre de B y O - **Grupo AB:** conocido como receptor universal, tiene ambos antígenos en los glóbulos rojos, puede donar solo a AB y recibe de A,B,AB,O - **Grupo O:** conocidos como durante universal, no tiene ningún antígeno en su superficie y puede donar a cualquier grupo, pero solo recibe de O **Factor RH** Este es un antígeno que puede estar presente o ausente en los glóbulos rojos, y este se divide en dos: **Factor Rh^+^ positivo:** tiene antígenos Rh en los glóbulos rojos puede recibir sangre de **Rh^+^** y **Rh^-^** (A+, B+,AB+,O+ , O-,AB-, B-, A-) **Factor Rh^-^ negativo** no tiene antígenos Rh en los glóbulos rojos, solo puede recibir sangre de personas con **Rh^-^** (O-,AB-, B-, A **Anatomía y fisiología humana** **Sistema Esquelético o Sistema Óseo** Esta formado por tejidos conectivos especializados, el hueso y el cartílago. Un humano posee un endoesqueleto esteocartilaginoso y membranoso que permiten su movilidad. Y se divide en dos: - Sistema esquelético Axial que es el cráneo, la columna vertebral y el tórax. - Sistema esquelético Apendicular son los brazos y piernas **El sistema está formado por hueso** que es un tejido conectivo duro, y esta conformado por 206 huesos, los cuales se clasifican en: Hueso largos , huesos cortos, huesos planos, huesos irregulares y huesos sesamoideos. Estos funcionan de soporte, protección, almacenan calcio y minerales, hematopoyesis y locomoción, estos poseen una rica irrigación sanguínea como las arterias nutricias. **También está formado por cartílago** cada superficie articular esta revertida que se adhiere íntimamente al hueso, y se comporta como un elemento de amortiguación. **Funciones Básicas** 1. Sirven de soporte, ya que proveen al cuerpo de un cuadro rígido. 2. Protege los órganos internos 3. Producen el movimiento. 4. Producción de células sanguíneas. 5. Es un almacén de grasas de reserva. **Sistema Digestivo** Es el conjunto de órganos que se encargan del proceso de digestión, el cual los alimentos y los líquidos se degradan en sus partes mas pequeñas. **Componentes del sistema digestivo** 1. 2. Boca (lengua, dientes) 3. Saliva 4. Esófago 5. Estomago 6. Intestinos (grueso y delgado) 7. Hígado 8. Vesícula biliar 9. Recto y ano **Estructura** **Píloro:**Conecta el estómago con el duodeno **Duodeno:** Es la primera parte del intestino delgado **Yeyuno:** Es las parte del intestino delgado que está a la mitad. **Íleo:** es la última parte del intestino delgado. **El intestino grueso** tiene: colon ascendente ,colon transversal y descendente, apéndice, recto y ano. **Peristalsis movimiento de los alimentos** **Funciones** **Intestino delgado:** En el se lleva mayor absorción, los nutrientes se absorben, y la bilis se convierte en microbilis. **Hígado:** Filtra toxinas y desperdicios. **Vesícula Biliar:** Produce enzimas digestivas y otras. **Intestino grueso:** Segunda parte de la absorción, y absorbe mucha agua y pocos nutrientes; fermenta carbohidratos, elimina desperdicios y mide 1.5 m **Sistema Respiratorio** Es el encargado del intercambio gaseoso, o sea que capta el O~2~ y elimina el dióxido de carbono, componentes: Pulmones, Tráquea, Boca, Nariz, Diafragma, Bronquios, Alveolos, Cavidad nasal, Faringe, Laringe. **Estructura:** se divide en dos: - **Vías Respiratorias** 1. **Altas:** Cavidad nasal y Faringe. 2. **Bajas:** Laringe, Tráquea y bronquios. - **Órganos Respiratorios**: Pulmones. Diafragma: musculo que permite realizar los movimientos de respiración. **Pleura: Cera que cubre la pared de los pulmones para facilitar el ingreso del dióxido de carbono.** **Funciones:** Su función es incorporar el O~2~ al organismo para que al llegar a la célula se produzca combustión para quemar nutrientes y liberar energía. Difunde el oxigeno en la sangre, y permite el intercambio de gases y elimina los gases innecesarios. **Sistema Circulatorio** Es la estructura compuesta por el sistema cardiovascular que conduce y hace circular la sangre. **Órganos y funciones** **Corazón:** musculo - **Arterias**: lleva la sangre con oxigeno afuera del corazón (gruesa) - **Venas:** lleva la sangre sin oxígeno adentro de corazón (delgada) - **Capilares:** Vasos sanguíneos - **Sangre:** 90% es agua, glóbulos rojos, blancos y plaquetas (coagula la sangre) **Cámaras del Corazón** - **Atrios:** Son pequeños, ubicados en el tope, coleccionan la sangre que entra. - **Ventrículos:** Son largos, ubicados abajo, bombean la sangre hacia afuera - **Válvulas:** Un solo lado, hacen el sonido de los latidos. En el corazón en lado izquierdo esta la sangre oxigenada, y en el lado derecho la sangre desoxigenada (sin oxígeno) Permite el transporte y distribución, a través de la sangre, nutrientes, oxigeno, hormonas, dióxido de carbonos, necesarios para mantener el cuerpo con vida.