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La biología es la ciencia que estudia los seres vivos, su composición, sus cambios y su relación con el medio. SERES VIVOS Nociones básicas del ser vivo. Un ser vivo es un conjunto material de organización compleja que forma un organismo que cumple con las funciones básicas de la vida. Su unidad...

La biología es la ciencia que estudia los seres vivos, su composición, sus cambios y su relación con el medio. SERES VIVOS Nociones básicas del ser vivo. Un ser vivo es un conjunto material de organización compleja que forma un organismo que cumple con las funciones básicas de la vida. Su unidad más básica es la célula. La célula es *la unidad más pequeña que mantiene las funciones y estructuras básicas de los seres vivos\',* será un tema que se verá más adelante. La selección natural y la adaptación. La adaptación es *la capacidad de sobrevivir ante cambios en el entorna,* aunque parece un cambio a corto plazo, un cambio permanente en el entorno de una especie la obligará a adaptarse a dicha modificación, de lo contrario, la especie morirá. Darwin observó esto y planteó la teoría de la evolución: las especies evolucionan a través de millones de años mediante cambios morfológicos de acuerdo con sus necesidades, y la base de esto era la selección natural. Podemos definir a la selección natural como *un mecanismo evolutivo que selecciona únicamente a los más aptos y adaptables a los cambios como los individuos indicados para la conservación de una especie,* pues todo aquel que no se adaptase moriría y no tendría progenitor. Los progenitores de los adaptados tendrían sus características, y se repetiría el ciclo con un nuevo cambio, buscando una tendencia a la "perfección". Por supuesto, Darwin desconocía en su momento que la mayor parte de estos cambios adaptativos eran dados por mutaciones genéticas. *"Existen organismos que se reproducen y ia progenie hereda características de sus progenitores, existen variaciones de características si el medio ambiente no admite a todos los miembros de una población en crecimiento. Entonces aquellos miembros de la población con características menos adaptadas morirán con mayor probabilidad. Entonces aquellos miembros con características mejor adaptadas sobrevivirán más probablemente \"* - Charles Darwin, El origen de las especies Características básicas del ser vivo. Aunque la selección natural, la evolución y la adaptación son características que todo ser vivo tiene a largo plazo, existen también mecanismos a corto plazo que fundamentan los que ya hemos tocado. En teoría, todos los seres vivos tienen dichos mecanismos o características, y es lo que los define como \"vivos" y los distingue de lo inerte. Estas características se encuentran en la tabla 2.1; puedes ver más ejemplos en la plataforma. +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Tabla 2.1. | | | | Características de | | | | todo ser vivo | | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Característica | Definición | Ejemplo | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Organización | Todo ser vivo | Las células que | | | pluricelular posee | conforman a un gato. | | | células organizadas | | | | formando tejidos, y | La célula cuyas | | | estas a su vez pueden | características | | | formar órganos, y | definen que sea una | | | estos sistemas. | bacteria. | | | | | | | Algunos seres vivos, | | | | los unicelulares, | | | | poseen una sola | | | | célula, pero también | | | | con sus propios | | | | organelos bien | | | | organizados. | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Irritabilidad | Se define como la | Retirar de inmediato | | | respuesta espontánea | la mano del fuego. | | | ante un estímulo | | | | externo; es decir, el | La planta *Mimosa | | | reflejo que tienen | púdica,* que se | | | todos los organismos | contrae al tacto | | | para reaccionar de | ligero. | | | forma inmediata ante | | | | un acto dañino. | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Reproducción | La reproducción es la | La fecundación de un | | | creación de nuevos | nuevo individuo. | | | individuos de la | | | | misma especie en base | La meiosis. | | | a una actividad, ya | | | | sea sexual o no, y es | | | | indispensable para | | | | que persista dicha | | | | especie a través del | | | | tiempo. | | | | | | | | En ciertos | | | | organismos, es una de | | | | las consecuencias de | | | | la reproducción | | | | celular sexual, es | | | | decir, cuando surgen | | | | dos células (gametos) | | | | que al fecundarse | | | | originan un nuevo | | | | individuo de dicha | | | | especie. | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Crecimiento | La constante división | Crecimiento de un | | | de las células | bebé hacia la niñez y | | | provoca un | luego la | | | crecimiento en masa | adolescencia. | | | de un individuo, es | | | | decir, es una | División de células | | | consecuencia de la | somáticas. | | | reproducción celular | | | | asexual. | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Homeóstasis | Es la capacidad de | Regulación del pH de | | | mantener el | la sangre, | | | equilibrio interno de | temperatura corporal, | | | un organismo, es | hormonas. | | | decir, la capacidad | | | | de autorregulación | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Metabolismo | Todos los seres vivos | La fotosíntesis en | | | procesan sus | plantas, la | | | nutrientes para | respiración celular | | | transformarlos en | em mamíferos, la | | | energía o en | fermentación en | | | reacciones químicas | bacterias. | | | vitales | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Nutrición | Todo ser vivo | Autótrofa, | | | requiere de un | heterótrofa (lo | | | alimento que lo nutra | veremos más | | | | adelante). | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Adaptación | Los seres vivos | Consumir menos agua | | | tienden a adaptarse a | en una sequía; | | | su medio para la | realizar ayunos ante | | | supervivencia de su | falta de comida; | | | especie; es la | camuflaje. | | | capacidad de | | | | sobrevivir ante | | | | cambios externos (a | | | | diferencia de la | | | | irritabilidad, estos | | | | cambios no | | | | necesariamente son | | | | dañinos y la | | | | respuesta no es | | | | espontánea). | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ Unidad 2. Nutrición y respiración. Nutrición. La nutrición consiste en la incorporación y transformación de materia y energía de los organismos para que puedan llevar a cabo tres procesos fundamentales: 1) mantenimiento de las condiciones internas; 2) desarrollo y movimiento; y 3) manteniendo el equilibrio homeostático del organismo a nivel molecular y microscópico. En términos generales, la nutrición se divide en: Autótrofa. Es la nutrición en la que el ser vivo requiere compuestos inorgánicos, y de estos, el mismo ser produce su propio alimento transformándolos en compuestos orgánicos. Un ejemplo claro son las plantas. Heterótrofa. El ser vivo no puede producir su propio alimento a partir de compuestos inorgánicos, por lo que requiere directamente compuestos orgánicos ya producidos del medio, y así poder nutrirse. Un ejemplo claro son todos los animales. Es importante mencionar que, a su vez, la nutrición puede clasificarse según *de dónde se obtenga energía para lograrla,* es decir, quimiótrofos o fotótrofos (y estos pueden ser tanto autótrofos como heterótrofos, aunque generalmente el primero es heterótrofo y el segundo es autótrofo). Se describe en el diagrama de la figura 2.1. Nutrientes principales. En todos los seres vivos existen moléculas que son características de las funciones vitales y del desarrollo. Estas moléculas, llamadas "biomoléculas\", agrupan a cuatro de ellas: los carbohidratos, las proteínas, los lípidos (grasas), y los ácidos nucleicos. Estas biomoléculas representan prácticamente toda la estructura y función de un ser vivo, sin embargo, muchas de las moléculas empleadas en estos procesos no son producidas en cantidad suficiente, o incluso ni siquiera se producen en lo absoluto, por lo que deben ser consumidas en forma de nutrientes esenciales. En el ser humano y la mayoría de los mamíferos superiores, los nutrientes esenciales o principales son los carbohidratos, las proteínas, los lípidos, las vitaminas, y los minerales. *Carbohidratos.* Los carbohidratos son la principal fuente de energía de los seres vivos, principalmente la glucosa. En el tracto digestivo, prácticamente todos los carbohidratos complejos se degradan a carbohidratos más simples (monosacáridos) como la glucosa, para absorberse y metabolizarse. A su vez, la glucosa se utiliza en un proceso llamado respiración celular para producir moléculas que producirán energía para otras funciones corporales; una de esas moléculas energéticas es el ATP (trifosfato de adenosina). Además, el cuerpo tiene la capacidad de producir glucosa por sí mismo cuando es necesario, por ejemplo, en periodos de ayuno o inanición, proceso llamado gluconeogénesis. Alimentos que son ricos en carbohidratos complejos son los cereales, las pastas, los granos y leguminosas, los purés, arroces, las cremas, la papa, y los panes. *Lípidos.* Los lípidos son el principal almacén de energía del cuerpo. Los adipocitos, las células que forman tejido graso, contienen triglicéridos, moléculas que almacenan los lípidos en forma de ácidos grasos unidos a glicerol. Los lípidos pueden ser necesarios como fuente de energía cuando se agotan las fuentes y reservas de glucosa, proceso llamado lipolisis, en el que se liberan ácidos grasos libres a la circulación, para ser utilizados como energía. Además, son los principales constituyentes de todas las membranas celulares, y origen de múltiples hormonas derivadas del colesterol. Alimentos ricos en lípidos son los aceites, las mantecas, los alimentos fritos, y el aguacate. Muchos de estos alimentos contienen lípidos llamados ácidos grasos esenciales, que son indispensables para el funcionamiento adecuado del metabolismo, como el pescado, mientras que otros contienen grasas nocivas como las grasas trans, que contribuyen a la enfermedad coronaria. *Proteínas.* Las proteínas son largas cadenas de moléculas llamadas aminoácidos, unidos a través de enlaces peptídicos. Las proteínas tienen distintas funciones: muchas de ellas son estructurales, como los proteoglucanos; otras son transportadoras, como la albúmina; otras incluso son defensoras, como las inmunoglobulinas. Existen 20 aminoácidos que pueden crear diversas proteínas, de los cuales solo 10 son producidos por el cuerpo, y los otros 10 son los llamados aminoácidos esenciales, es decir, que requieren ser consumidos en la dieta. Respecto a los alimentos con abundante proteína, prácticamente todas las carnes rojas y blancas son ricas en esta. También el fríjol, la lenteja, el garbanzo, los mariscos, el huevo, los productos lácteos, los productos de soja, y algunas semillas como las almendras y nueces *Vitaminas y minerales.* Las vitaminas no son en sí constituyentes del organismo como las tres biomoléculas anteriores, pero se requieren en pequeñas cantidades, pues son importantísimas coenzimas e interventoras en reacciones químicas vitales. Por ejemplo, la vitamina D, que se produce en el riñón, es indispensable para la regulación del calcio; la vitamina A es indispensable para la vista; la vitamina B12 para la maduración nuclear de las células sanguíneas y la mielinización de los nervios, y la vitamina C para la síntesis adecuada de colágeno de todos los tejidos del cuerpo. Ya te imaginarás que su déficit produce enfermedades particulares a cada vitamina. Los minerales son sustancias inorgánicas, generalmente simples iones, necesarias como mensajeros celulares, y como reguladores del equilibrio de los líquidos del cuerpo y de los potenciales de acción desencadenados en algunas células como los nervios y los músculos. Entre ellos se encuentran el calcio, el potasio, el sodio, el cloro, el zinc, y el hierro. Casi todas las frutas y verduras proporcionan las vitaminas necesarias, tanto hidrosolubles (solubles en agua) como liposolubles (solubles en grasa). Las vitaminas liposolubles requieren además una adecuada absorción de grasa en el tracto digestivo. La leche, la tortilla, el plátano, los cereales, y los vegetales en general, aportan minerales. Respiración. La respiración es *la función biológica en la que los seres vivos intercambian gases con su medio\',* en los seres aeróbicos (que utilizan oxígeno) se define como la propiedad por la que absorben oxígeno, disuelto en aire o agua, y expulsan dióxido de carbono para mantener sus funciones vitales. El oxígeno extraído es necesario para la respiración celular. Podemos ver a la respiración desde dos niveles: uno celular y otro individual o fisiológico, esto último característico de seres pluricelulares aeróbicos como los animales. Respiración interna o celular. A diferencia del término general de " respiración\", la respiración celular es una serie de procesos bioquímicos dentro de un organismo que puede o no utilizar el oxígeno traído de la respiración externa, y así producir moléculas altamente energéticas, generalmente ATP, para utilizarlas como energía en su ciclo de vida No es necesario que la conozcas a detalle, pero échale un ojo a este tema en el apartado de bachillerato Respiración anaerobia Es aquella en la que no se utiliza oxígeno para extraer energía (ATP) de la glucosa u otra sustancia orgánica. Se efectúa en el interior de las células y microorganismos que no requieren oxígeno, en un proceso llamado oxidorreducción, siendo el más común la fermentación. Las bacterias anaeróbicas y otros organismos inferiores presentan este tipo de respiración; cuando el cuerpo humano es privado de oxigeno, las células pueden optar por realizar respiración anaeróbica, pero tiene dos efectos nocivos: el primero es que produce muy poco ATP a comparación del mecanismo aeróbico; el segundo es que produce lactato, una molécula acida que altera gravemente la homeostasis. Respiración aeróbica Es aquella en la que si se utiliza oxígeno para extraer energía (ATP) de la glucosa. Se efectúa en el interior de las células, en un organelo llamado mitocondria, en un proceso llamado \"respiración celular aeróbica\". Las células de organismos superiores emplean esta respiración, incluyendo prácticamente todas las células del cuerpo humano, pues es el mecanismo que más energía produce en forma de ATP. Respiración externa o fisiológica. La respiración externa (tiplea de aerobios, pues los anaerobios no requieren oxígeno), implica *adquirir oxigeno del exterior por medio de algún órgano o sistema,* y hay distintos tipos, dependiendo del organismo (figura 2.6): Respiración traqueal. Las tráqueas son invaginaciones de tegumento con orificios por donde entra el aire. Típica de los insectos como arañas, pulgas, grillos, hormigas, cucarachas, saltamontes, sínfilos, ácaros, onicóforos, escorpiones, escribanos, entre otros. Respiración cutánea. Emplean la piel, fina y húmeda, para el intercambio gaseoso. Anélidos (gusanos, sanguijuelas), gran parte de los anfibios (ranas, salamandras, sapos, tritones), y algunos seres marinos sin branquias (erizos, estrellas de mar, pepinos de mar, lirios del mar). Respiración branquial. Las branquias son los órganos respiratorios de los animales acuáticos. Tiplea de los peces en todas sus formas y etapas, como peces en general, larvas de pez, tiburones, crustáceos, lampreas, mantarrayas, ajolotes (único anfibio), y moluscos. Respiración pulmonar. Se utilizan unidades diminutas llamadas alveolos, que juntas forman pulmones. Tiplea de los mamíferos como el humano, delfín, manatí, foca, topo, narval y la orea; de reptiles como el lagarto, serpiente, tortugas (incluida la marina), iguana; de anfibios como las Cecilias, salamandras, sapos y ranas (aunque también lo hacen mediante respiración cutánea); y aves en general, incluido el búho y las águilas. Respiración por estomas. Todas las plantas respiran de esta forma: musgos, heléchos y plantas evolucionadas en general. Relación entre la nutrición y la respiración. En el humano y en los organismos superiores, el factor clave donde la nutrición y la respiración se cruzan es en la respiración celular. El objetivo de la respiración celular es producir ATP, una molécula que se puede usar como energía. Pero para que esto ocurra, se requieren dos sustancias: oxígeno, y glucosa. Los seres humanos y en general los mamíferos obtenemos oxígeno por medio de los pulmones; estos tienen pequeñas estructuras llamadas alveolos, donde ocurre el intercambio gaseoso (entra oxígeno y sale dióxido de carbono); cuando el oxígeno traspasa al alveolo, llega al sistema circulatorio, y este lleva todo el oxígeno a las células del cuerpo para nutrirlas. Ahora, la glucosa se obtiene de la dieta (nutrición), es decir, se absorbe del sistema digestivo; la glucosa puede ser almacenada o utilizada por las células junto con el oxígeno. Ya con oxígeno y glucosa, la célula puede iniciar su proceso de respiración y producir ATP y dióxido de carbono; el dióxido de carbono es un desecho para el cuerpo y termina volviendo a los pulmones para ser expulsado en la espiración Reproducción. La reproducción es *el proceso por el cual uno o dos seres vivos producen un nuevo individuo de la misma especie.* El principal objetivo de la reproducción es la preservación de la especie. De una forma muy general podemos dividir a la reproducción en dos (tabla 2.2): Sexual. En la cual dos células sexuales haploides (con la mitad de los genes) fecundan a un cigoto (con los genes completos). Está ligada a un tipo de reproducción celular llamado "meiosis\", donde dos células con la mitad del material genético se fusionan para formar un organismo con el material genético completo. Otro tipo, la mitosis, ocurre en células diploides (que ya tienen el material genético completo) como los hepatocitos u osteoblastos como mecanismo de crecimiento. Asexual. En la cual una sola célula es capaz de multiplicarse por sí sola, sin la necesidad de reproducirse con otra. Macroscópicamente, los organismos asexuales pueden generar nuevos individuos sin la necesidad de involucrar actos con otro miembro de l +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Tabla 2.2. Diferencias entre | | | reproducción asexual y sexual | | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Asexual | Sexual | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Es uniparental: solo se requiere | Es biparental: se requiere de un | | de un | macho y una hembra, que aportan | | | un gameto masculino | | organismo. | (espermatozoide) y un gameto | | | femenino (ovocito u óvulo), | | | respectivamente, para la | | | fecundación. | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | De la mitosis dos células hijas | De la meiosis surgen cuatro | | genéticamente | células haploides genéticamente | | | distintas a la madre. Cuando una | | iguales a la madre. | de estas células se une con otra | | | célula haploide de un organismo | | | del sexo opuesto, surge el | | | cigoto. | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | No hay variabilidad genética, o | Si hay variabilidad genética, | | si la hay, es producto de | todas las células hijas son | | mutaciones espontáneas. | distintas entre sí. | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Existen varios tipos, tanto a | Es en general un proceso muy | | *nivel* unicelular como a nivel | similar en todos los seres vivos | | pluricelular. | que *la* practican. La | | | fecundación además es similar en | | | casi todos los casos. | +-----------------------------------+-----------------------------------+ Reproducción asexual. La reproducción asexual es un proceso de mitosis, en el cual *de una célula madre surgen dos células hijas idénticas.* Este mecanismo habitualmente se utiliza en pluricelulares como forma de crecimiento, pero en otros organismos es el único método que tienen para reproducirse. Los organismos que practican esta forma de reproducción la pueden realizar de las siguientes maneras (figura 2.8): Gemación. A un organismo le crecen "yemas\", que son prominencias en su cuerpo que se liberarán formando un nuevo organismo por sí mismo. Característico de levaduras, corales, e hidras. Fragmentación. Un organismo pierde una parte de su cuerpo o una extremidad; luego, de esa misma extremidad brota un nuevo individuo. Por ejemplo: estrellas, equinodermos y gusanos. Fisión binaria (llamada también bipartición o división múltiple). Es un claro ejemplo de una "mitosis\" en organismos procariotas (unicelulares y primitivos). Consiste en la formación de dos células hijas a partir de una inicial. Por ejemplo: bacterias, arqueas, amibas, protozoos, y algunas algas. Esporulación. El organismo forma septos (capsulitas) con esporas dentro; estas esporas son liberadas al entorno y en condiciones adecuadas forman un nuevo organismo. Por ejemplo: musgos, heléchos, hongos. Multiplicación vegetativa. En teoría, gran parte de los vegetales pueden formar nuevos individuos de la especie a partir de una región de uno principal, llamada propágulo (tubérculos, rizomas, bulbos o estolones). Por ejemplo: la papa, el betabel, el ajo, el pasto, etc. Partenogénesis. Sobre todo en abejas y otros himenópteros, un óvulo no fecundado se multiplica hasta convertirse en un organismo macho (llamado zángano). Si el óvulo se fecundara (es decir, si hubiese reproducción sexual), daría una hembra, como las obreras o las reinas. Reproducción sexual. La reproducción sexual consiste en *crear un organismo descendiente a partir de combinar material genético de dos organismos distintos,* este material genético proviene de las células (gametos) producidas por las gónadas de estos organismos, en un proceso llamado meiosis *(véase la página 59).* La meiosis ocurre en las gónadas del macho y de la hembra, a partir de células espermatogenias y ovogonias, respectivamente. Estas células se dividen a través de la meiosis formando al final cuatro células hijas llamadas gametos, todas de material genético distinto, lo que permite la variabilidad genética de la descendencia (por eso ni tu hermano ni tú son idénticos). Las células resultantes, sin embargo, son haploides, es decir, que solo tienen la mitad del material genético (figura 2.9). La fusión de dos gametos se llama fecundación (o fertilización), y forma ahora células diploides, con material genético completo, llamadas cigotos. El cigoto después se divide e inicia el proceso de la embriogénesis, ocurriendo el crecimiento de un embrión. Sexualidad. Los mamíferos practican la actividad sexual para lograr la reproducción, con el único objetivo de llegar a la fecundación, que resultará en un nuevo individuo de la misma especie. El humano es el único ser vivo que practica la actividad sexual por placer. El concepto de sexualidad nos habla de *la forma en que las personas experimentan y expresan los instintos que constituyen la atracción física por los demás.* De la sexualidad, se emplean bien establecidos los siguientes conceptos (¡los justifiqué con artículos médicos, no recaen en opiniones ni argumentos!): El sexo se refiere a *la estructura biológica y genómica que determina el sistema reproductor y las características fisiológicas del individuo\',* hombre, mujer o intersexual (antes llamado, erróneamente, hermafroditismo). La orientación sexual se refiere al *sexo por el que una persona se siente atraída sexualmente.* homosexual, heterosexual, o bisexual. El género es una *construcción social y multifactorial que la sociedad asigna a hombres y mujeres:* masculino, femenino, y muchísimos otros más (incluso, para algunos autores, ninguna clasificación es correcta ni ética). La identidad de género es *la sensación de pertenencia subjetiva a algún género en específico:* cisgénero o diversidad de género (incluido el transgenerismo). o La expresión de género es *la representación externa a través de actitudes y comportamientos culturalmente asociados a dicho género,* por lo general refleja la identidad de género, aunque esto no es necesariamente el caso. Si bien el sexo se alinea más comúnmente con el género y la heterosexualidad correspondientes, *las categorías de sexo, género y orientación sexual no son inherentemente contingentes entre sí,* esto es, no siempre se corresponderán estos tres conceptos en una misma persona, lo cual es un fenómeno normal científicamente, y típico en el ser humano desde sus orígenes en la tierra. La actividad sexual segura y satisfactoria es una parte fundamental de un estilo de vida saludable. Está supeditada siempre al consentimiento mutuo y otorgado libremente, y que todos los participantes sean razonables y conscientes de sus actos. Si bien *e! desarrollo de una actitud positiva hacia la actividad sexual es* un aspecto importante de la salud humana, la conciencia de los riesgos potenciales involucrados en el acto sexual no es menos importante. De estos riesgos potenciales se distinguen principalmente dos: Embarazo no deseado. Contagio de infecciones o enfermedades de transmisión sexual (STD), llamadas también enfermedades venéreas. Escanea con la cámara de tu celular para aprender más. Embarazo no deseado. El embarazo inoportuno o no deseado mantiene cifras alarmantes en nuestro país, sobre todo en la población más joven. Prácticamente todos los embarazos no deseados son producto de una relación sexual de riesgo, que pudo venir por imprudencia o por violación. En cualquiera de las circunstancias en las que se haya presentado, un embarazo no deseado involucra un cambio drástico en los planes de vida y en la salud y economía de la mujer y de su familia. Ante esta situación, se presentan dos posibles soluciones: una es profiláctica (preventiva), y agrupa a todos los métodos anticonceptivos; otra es resolutiva aún muy debatida, y es el aborto. Nos enfocaremos solo en las medidas profilácticas, y las veremos más adelante. Infecciones de transmisión sexual (STD o ETS). Las infecciones de transmisión sexual son extremadamente comunes (tabla 2.3). Si eres sexualmente activo/a, la única forma de protegerte es con métodos de barrera: condón femenino y masculino, aunque el masculino es mucho más utilizado y efectivo que el femenino. Ambos también protegen de embarazos no deseados. Métodos anticonceptivos. Los métodos anticonceptivos son *aquellos que previenen la fecundación,* es decir, evitan el embarazo. Muchos de ellos se utilizan en conjunto, y algunos otros de manera individual. *Casi ningún método anticonceptivo, sin embargo, protege contra infecciones de transmisión sexual; únicamente el condón masculino, el femenino, y ¡a abstinencia p o r si misma* (¡importante recordarlo para tu examen!). Para fines de examen, son cuatro los métodos anticonceptivos a detallar. *Hormonales. Para todos, efectividad del 97-99%.* Pastillas anticonceptivas. Contienen progestágenos, y requieren de una toma diaria a una hora en específico. Inyección anticonceptiva. Por lo general, una al mes, y contiene hormonas. Parche cutáneo. Se coloca en el glúteo semanalmente. Implante subdérmico. Es un tubito que secreta progestina por años. Anillo vaginal. Se coloca al inicio del ciclo y se retira al momento de menstruar. *Barrera.* Diafragma. Es una cúpula que cubre el cuello uterino y evita el paso de los espermatozoides. Efectividad del 93%. Condón masculino y femenino (figura 2.10). Hechos de látex o isopropilo, el más usado es el masculino. Su efectividad es del 85%, pero no te alarmes por la cifra tan baja: el número es bajo solo por los que se rompen; si no se rompe (comprobando esto al final del coito) y está puesto de manera adecuada, es físicamente imposible el paso de los espermatozoides y por lo tanto, previene exitosamente el embarazo. *Son los únicos métodos que previenen además infecciones de transmisión sexual, junto con la abstinencia.* Espermicida. Es una sustancia que "mata" a los espermatozoides a la entrada del tracto vaginal. No se utiliza solo, sino en conjunto con otros métodos. Esponja. Es una esponjita redonda que evita el paso de los espermatozoides. Efectividad del 88%. *Planificación o métodos naturales. Para todos, efectividad muy baja.* Coito interrumpido. Como su nombre lo dice, es sacar el pene del tracto vaginal justo antes de la eyaculación, evitando que esta ocurra dentro del tracto de la mujer. No es recomendable en lo absoluto, por la alta tasa de fallo y por las secreciones preseminales que se liberan previo a la eyaculación, que ya de por sí contienen espermatozoides. Es una práctica ampliamente utilizada en los jóvenes que practican sexo casual, y es probablemente la primera causa de infecciones de transmisión sexual y de embarazos no deseados resultado de imprudencia. Lactancia materna. Es fisiológicamente improbable que, en la lactancia, pueda ocurrir otra fecundación. Ritmo o calendario (figura 2.11). En mujeres regulares, es efectivo conocer cuándo son sus días más fértiles (fechas en las que ocurre la ovulación), evitando el coito en estas fechas y teniéndolo en las demás. En mujeres irregulares, este método no se recomienda por la dificultad en predecir la fecha de ovulación. *Permanentes. Para todos, efectividad virtualmente del 1OO%.* Vasectomía Para los varones, se cortan los conductos deferentes, evitando el paso de los espermatozoides hacia el pene. No cambia absolutamente nada del deseo sexual, la consistencia del semen, ni cumple con otros temores falsos. De hecho, se entra caminando a la cirugía, apenas y duele, y se sale caminando. Oclusión tubaria bilateral, o ligadura de trompas. Se ligan las trompas de Falopio, evitando que el óvulo llegue al útero. Es más invasivo que la vasectomía, por lo que se suele hacer solo tras una cesárea, cuando la mujer previamente decidió que ese o esos hijos son suficientes. DIU. El DIU es una T que se coloca en el útero. Puede durar cinco años hasta que sea necesario cambiarse. Algunos DIU son hormonales, y liberan progestina impidiendo la fecundación; si así lo fuera, se clasifica en el apartado de métodos hormonales. *Anticoncepción de emergencia.* Es necesario tener cuidado con la pastilla del día siguiente o la "postday\" (figura 1.12). Este método solamente se utiliza en emergencias, es decir, *cuando es evidente que otro método utilizado ha fallado o bien, que no se hayan utilizado métodos anticonceptivos,* las llamadas "relaciones sexuales de riesgo". En mujeres estrictamente regulares en su ciclo, si la relación sexual de riesgo ocurrió mientras ocurrían los primeros días de la menstruación, o en un día lejano a los días fértiles, no es necesario tomarla. En cualquier otro caso, o en mujeres irregulares, regularmente se toma la pastilla. Esta no es una recomendación, y lo ideal sería acudir con tu médico para que te oriente tras una relación sexual de riesgo. Insisto, es solo para emergencias y no debe usarse constantemente, pues es muy agresiva Unidad 4. Bioquímica de los organismos. Los niveles de organización de la materia viva. Los niveles de organización de la materia viva son niveles desde lo más microscópico hasta lo más macroscópico de cómo se estructura morfológicamente el ser vivo. Cada estructura se conjuga con otras y da lugar a otras más complejas. Biomoléculas. Las biomoléculas son, como su nombre lo dice, las *moléculas constituyentes de todo ser vivo.* Cuatro biomoléculas son aquellas que constituyen fisica y funcionalmente a todos los organismos. Por ejemplo, tu tejido graso es rico en lípidos, que están depositados en células llamadas adipocitos. La membrana de los adipocitos es de lípidos y proteínas, sus demás organelos están formados por proteínas, y utiliza a los carbohidratos como energía. Además, en su núcleo hay ácidos nucleicos. Es decir, todas las células que forman todos los tejidos de todos los organismos están constituidas por biomoléculas. Lípidos. Los lípidos son un conjunto de moléculas hidrófobas (repelen el agua) y aceitosas. Contienen sobre todo carbono, oxígeno e hidrógeno. Tienen funciones de reserva energética, térmicas, de señalización, aislantes, entre otras. Son solubles en solventes apolares (es decir, no son solubles en agua), y forman el principal constituyente de las membranas celulares. El monómero del lípido es el ácido graso. Los ácidos grasos son los lípidos más sencillos, y se encuentran saturados (que no contiene enlaces dobles) o insaturados (que los tiene). Su estructura básica muestra un grupo carboxilato hidrófilo unido a un extremo de una cadena de hidrocarburos hidrófoba, de entre 12-24 carbonos, como se muestra. Algunos conceptos de relevancia en cuanto a los lipidos son los siguientes: Los ácidos alfá-linolénico y linoleico son dos ácidos grasos insaturados esenciales, es decir, que deben ser consumidos en la dieta. Varios ácidos grasos junto con otras moléculas orgánicas forman los lípidos, y pueden ser simples o complejos. Los triglicéridos son una mezcla de glicerol y tres ácidos grasos (usando como puente tres grupos alcohol), y son el principal método de almacenamiento de grasas en el cuerpo. Los fosfolípidos son el principal constituyente de la membrana celular, así como los esfingolípidos. La estructura de la figura 2.15 es de un glicerofosfolípido (fosfolípido propiamente dicho). Las vitaminas liposolubles (A, D, E, y K) tienen distintas funciones que involucran a la coagulación, la vista, el colágeno, los antioxidantes y la regulación del calcio. El colesterol, un lípido "esferoide\" abundante en el organismo, da estabilidad a la fluidez de la membrana plasmática. Además, es precursor de muchos otros esferoides, entre los que destaca la vitamina D, las hormonas sexuales (progesterona, estrógenos, y testosterona), los corticoesteroides (el cortisol y la aldosterona), y las sales biliares. En la literatura, existen diferentes clasificaciones para los lípidos, pero te hice este diagrama que los clasifica de la forma más correcta posible, entre saponificares (que al interactuar con calcio forman "jabón"), e insaponificables (que al interactuar con calcio no forman jabón). Esto depende de *la presencia o ausencia de ácidos grasos,* respectivamente Proteínas. Las proteínas son grandes estructuras formadas por gigantescas cadenas de aminoácidos. Estan constituidos sobre todo por carbono, hidrógeno, oxigeno, y nitrógeno. El aminoácido es el monómero funcional de la proteína; varios aminoácidos se unen mediante enlaces peptídicos formando polipéptidos, que al ser aún más grandes forman proteínas. La formación de un enlace peptídico entre dos aminoácidos (uno en su extremo amino y otro en su extremo carboxilo) provoca la formación un péptido y libera agua (H2O) Tienen funciones estructurales, de transporte, reguladoras, y en la cascada de coagulación. Existe un conjunto de proteínas llamadas enzimas, que funcionan para catalizar reacciones químicas dentro del cuerpo (aumenta o disminuye la velocidad de las reacciones). *Aminoácidos.* Es la unidad básica de la proteína. Es la unión de un grupo carboxilo (o ácido carboxílico) y un grupo amino, mediante un carbono alfa unido a cualquier radiante hidrocarburo. Existen 2 tipos de aminoácidos (tabla 2.4). Esenciales (hay 10): no podemos producirlos y tenemos que consumirlos en la dieta. No esenciales (hay 10): no es necesario consumirlos en la dieta. *Estructura de las proteínas.* La unión de dos o más aminoácidos forma polipéptidos. Cuando más de 50 aminoácidos se unen, forman una proteína, que tendrá diferentes estructuras (figura 2.18), que van desde la primaria, que es una simple cadena de aminoácidos, hasta la cuaternaria, que involucra distintos grupos funcionales que se unen con estructuras complejas de proteínas. *Enzimas.* Son proteínas que fungen de catalizadores, es decir, *aceleran la velocidad de una reacción.* Algunas de ellas requieren de grupos prostéticos como cofactores (iones como el magnesio, el zinc o el calcio) o coenzimas (como las vitaminas) para funcionar. Se acepta que las enzimas interactúan con su sustrato, la molécula que se va a someter a la reacción, a través de un modelo de "llave- cerradura\" para generar uno o más productos Carbohidratos. Los carbohidratos son derivados de los aldehídicos, largas cadenas de hidrocarburos con oxígeno. El monómero del carbohidrato es el monosacárido; estos pueden tener tres carbonos (triosas), cuatro (tetrosas), cinco (pentosas) o hasta seis (hexosas); estas dos últimas pueden incluso unirse en forma de anillos como la glucosa (figura 2.21). Para todos los tipos de carbohidratos simples, pueden ser cetosas o aldosas (dependiendo de si tienen una cetona o un aldehído). La unión de dos monosacáridos por enlaces glucosídicos forma un disacárido, y varios monosacáridos pueden formar polisacáridos (figura 2.23). Los seres vivos almacenan la glucosa en forma de grandes polisacáridos, que representan varios monosacáridos de glucosa unidos para formar cadenas gigantes con ramificaciones; en el caso de plantas es el almidón y la celulosa; en el caso de los mamíferos es el glucógeno tienen función estructural (exoesqueleto de los insectos, pared celular de las bacterias) y sobre todo metabólica. Son la principal fuente de energía del cuerpo, y el material para la respiración celular aeróbica y anaeróbica. Ácidos nucleicos. La cuarta biomolécula aparte de los lípidos, las proteínas y los carbohidratos, es el ácido nucleico. Merece su apartado especial porque veremos muchos temas relacionados con estas moléculas, indispensables para la genética. Son grandes polímeros formados por cadenas de nucleótidos (figura 2.24). El monómero de todo ácido nucleico es el nudeótido: una molécula formada por una base nitrogenada, un anillo de azúcar pentosa, y un grupo fosfato. Su función principal es *formar un código genético para la repücación genética y la síntesis proteica.* Aunque la mayoría de estas moléculas almacenan información genética, algunos nucleótidos como el ATP, el GMP, o el AMPc tienen funciones diferentes, como almacenar energía en potencia o servir como mensajero en la comunicación celular. Existen dos tipos principales (según su azúcar pentosa): el ADN o ácido desoxirribonucleico, que tiene dos hélices, y el ARN o ácido ribonucleico, que tiene una sola hélice. Nucleótido. La unidad básica de los ácidos nucleicos es el nucleótido. Está formado por una base nitrogenada (que serán diferentes en el ADN y el ARN), una azúcar pentosa, y un grupo fosfato Los nucleótidos se unen entre sí mediante sus grupos fosfatos, a través de enlaces fosfodiéster, formando cadenas lineales o "hélices" A su vez, la base nitrogenada de un nucleótido de una hélice tiene la capacidad de unirse a otras bases nitrogenadas de otros nucleótidos de otras hélices mediante puentes de hidrógeno. Entre las bases nitrogenadas, las purinas son la adenina y la guanina. Las otras son llamadas pirimidinas, y son la citosina, timina (solo en ADN) y uracilo (solo en ARN) (figura 2.26). Ácido desoxirribonucleico (ADN o DNA). Es el ácido nucleico que se encuentra contenido dentro de los cromosomas y contiene genes, que son *una porción de una cadena de nucleótidos que codifica para una proteína.* El DNA es un ácido nucleico de doble hélice, es decir, *dos cadenas lineales interactúan entre sí mediante puentes de hidrógeno siguiendo la complementariedad de bases* (figura 2.26). Sus bases nitrogenadas son la adenina, la timina, la citosina y la guanina, y su azúcar pentosa es la desoxirribosa. *Se encuentra en el núcleo de todas las células y almacena el material genético, que puede ser replicado (puede formar nuevas moléculas del DNA) previo a la división celular, y con ayuda del RNA, puede "copiarse\" su información y usarse para sintetizar proteínas a través de la transcripción.* *Ácido ribonucleico (ARN o RNA).* *Es el ácido nucleico que contiene una sola hebra o hélice, es decir, una sola cadena lineal de nucleótidos unidos entre s i mediante enlaces fosfodiéster. Sus bases nitrogenadas son las mismas que las del DNA, solo que en el RNA no existe la timina, por lo que se sustituye por uracilo. Su azúcar pentosa es la ribosa.* *Hay tres tipos de RNA, todos utilizados con un solo objetivo: utilizar el material del DNA para sintetizar nuevas proteínas:* * El RNA mensajero (RNAm o transcrito) es el RNA que surge al transcribir información del DNA. Las dos hélices del DNA se desenrollan, y de una de ellas se forma una hélice complementaria que va "copiando" la información de la hélice original, hasta liberarse en forma de RNA mensajero, que viaja por el citosol para llegar a un ribosoma.* * El RNA de transferencia es una estructura que también llega al ribosoma y funciona como intermediario entre un triplete o codón (tres bases nitrogenadas) del RNA mensajero y un aminoácido, el cual cargan en su estructura.* * El RNA ribosomal es el principal constituyente de un organelo ("órgano\" de una célula) llamado ribosoma. Colabora a la traducción del RNA mensajero a aminoácidos.* *Dogma central de la biología molecular.* *Se le llama dogma central de la biología molecular al proceso clave de toda célula que dicta lo siguiente (figura 2.29):* * El DNA, que contiene la información genética de la célula, tiene la propiedad de replicarse, es decir, duplicarse en número, para permitir a la célula dividirse en dos células nuevas que tengan la cantidad original del DNA. Este proceso es llamado replicación.* * A su vez, el DNA replicado puede ser leído (transcripción) por distintas enzimas que forman, a partir de una de las dos cadenas del DNA, un RNA (llamado transcrito), que sale del núcleo hacia el citoplasma en forma de ARN mensajero, y luego, en los ribosomas, se traduce toda su información en forma de una nueva proteína (traducción). Este proceso es llamado síntesis de proteínas.* *Replicación del DNA.* *Empezaremos definiendo a la replicación. El proceso de replicación de ADN es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica); esta duplicación permite que la información genética se transmita de una célula madre a las células hijas, y es la base de la herencia del material genético. La replicación ocurre en la fase S del ciclo celular, justo antes de que la célula se divida en dos células hijas, cada una con una copia idéntica a la original del material genético.* *Un gran número de enzimas y proteínas intervienen en la replicación (figura 2.30): La DNA helicasa es una enzima que desenrolla las dos hebras o hélices originales del DNA a replicar.* *Las proteínas de unión a cadena sencilla o SSB impiden que la doble hélice se vuelva a cerrar.* *La enzima DNA polimerasa es la principal en este proceso; añade los nudeótidos complementarios para la formación de las nuevas cadenas o hebras a cada hebra original. La polimerasa, sin embargo, al añadir nudeótidos, lo hace de manera discontinua y mediante saltos, dejando fragmentos separados.* *La DNA ligasa une de los fragmentos discontinuos (fragmentos de Okazaki) para darle continuidad a las dos cadenas nacientes.* *La DNA girasa y la topoisomerasa son dos enzimas que se mueven por el DNA, corrigiendo el enrollamiento.* *Síntesis de proteínas y el RNA.* *Aparte de la replicación, dentro de la célula ocurre un proceso llamado síntesis de proteínas, que funciona uniendo largas cadenas de aminoácidos con información genética dentro de los ribosomas (un organelo de la célula).* *Esto es de gran importancia tanto para la reproducción celular como para la creación de nuevas proteínas especializadas. Se divide en dos etapas principales (figura 2.31): Transcripción. A través de la enzima ARN polimerasa, se abren las dos hebras del DNA en el núcleo, y de una de ellas se forma un ARN mensajero (llamado inicialmente transcrito primario) complementario a dicha cadena de DNA; este luego sale al citoplasma y se "acorta\" y "perfecciona" por otras enzimas, un proceso llamado "splicing" o "corte y empalme".* *El RNA resultante es el mensajero propiamente dicho. Este viaja por el citosol hasta llegar a un ribosoma, donde el RNA ribosomal "recibe\" el mensajero, para iniciar con el siguiente proceso.* *Traducción. Al ribosoma también llegan ARN transferenciales con distintos aminoácidos unidos a ellos, y comienzan a unirse al ARNm para "traducir" su información hacia aminoácidos. Esta información se traduce de tres en tres, en segmentos llamados codones; cada codón codifica para un aminoácido en específico (el llamado "código genético"). Cuando estos aminoácidos se van soltando, forman cadenas que se convierten en proteínas completamente nuevas.* *idad 5. Célula.* *La célula y la teoría celular.* *La célula es la unidad anatómica más pequeña de un ser vivo. Mantiene las funciones primarias y estructurales de la vida. Los seres vivos pueden ser unicelulares (con una sola célula) o pluricelulares/multicelulares (con dos o más células). La teoría celular postulada por Schleiden y Schwann propone: 1. Todos los seres vivos se forman por una o más células (postulado anatómico). 2. En la célula se llevan a cabo todas las reacciones que permiten la existencia de la vida (postulado fisiológico). 3. Nuevas células son formadas por la división de otras preexistentes (postulado de origen). 4. La célula contiene la información genética del individuo que constituye específicamente su ADN (postulado genético).* *Existen a su vez dos tipos de células basadas en sus características: las más primitivas son las procariotas, que solo forman seres unicelulares como las bacterias y arqueas; las más complejas son las eucariotas, que forman organismos más desarrollados: los protozoarios, las plantas, los hongos y los animales* ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- *Tabla 2.5. Célula procariota vs célula eucariota* *Célula procariota* *Célula eucariota* *Solo las arqueas (arqueobacterias) y bacterias corresponden a este tipo de células.* *Los unicelulares protistas y todos los pluricelulares (hongos, plantas y animales) tienen este tipo de células.* *Se consideran las células más simples y primitivas.* *Son las células más complejas.* *No tiene organelos, únicamente ribosomas para la traducción.* *Presentan varios organelos, los cuales son de relevancia para tu examen; más adelantito vienen.* *No tienen presencia de núcleo; algunos presentan cromatina condensada en un nucleoide.* *Todas tienen un núcleo, que funge de centro regulador y almacena el ADN en los cromosomas, con toda la información genética.* *Fueron las primeras células en aparecer, y únicamente corresponden a organismos unicelulares.* *Probablemente surgieron de células procariotas primitivas que devoraron otra célula pequeña convertida en mitocondria, lo que llamamos teoría endosimbiótica (¡importante!).* *Se reproducen por fisión binaria, similar a la mitosis.* *Tienen un ciclo de vida muy complejo y poseen varias funciones. Algunas se reproducen por mitosis, y otras por meiosis.* *Contienen pared celular compuesta de polisacáridos, que les da rigidez, protección y defensa del medio externo.* *No contienen pared celular, sino una membrana celular compuesta por fosfolípidos. Solo las plantas contienen pared celular compuesta de celulosa.* *Se desplazan y se fijan a su medio con fimbrias y pili (que además les sirven para transmitirse material genético unas con otras) y flagelos.* *Pueden o no tener flagelos, y utilizan otros métodos para desplazarse como el movimiento ameboide.* *Imagen: revisa la figura 2.32 para que identifiques las partes de una célula procariota, particularmente una bacteria.* *Imagen: revisa la figura 2.33 para que identifiques las partes de una célula eucariota animal; revisa la figura 2.55 para que identifiques las partes de una célula eucariota vegetal (de una planta).* ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- *Célula procariota.* *La célula procariota la describiremos todavía más a detalle cuando hablemos de arqueobacterias y bacterias verdaderas. Es la célula más primitiva de todas, y actualmente agrupa a las bacterias y a las arqueas. No tiene organelos, excepto el ribosoma, pero sí algunas partes que son de relevancia (figura 2.32): La cápsula es una capa rígida formada por glucoproteinas y polialcoholes. La pared celular, inmediatamente por debajo de la cápsula, está hecha de peptidoglucano. La membrana celular se compone de fosfolipidos, como la de los eucariotas, y junto con la pared determina la "envoltura celular\". Las fimbrias son "pelitos\" proteínicos cortos, utilizadas para adherirse a superficies o a otras células. No debe confundirse con los pili, que son similares, pero se utilizan para conjugar material genético con otras células. El flagelo es un apéndice más largo que las fimbrias, en forma de látigo, que se utiliza para desplazarse. Su DNA no se encuentra contenido en un núcleo, sino que está entremezclado formando una estructura virtual llamada nucleoide. Puede además encontrarse en el citoplasma de forma circular, los llamados "plásmidos".* *Célula eucariota.* *De momento es relevante hablar de la célula eucariota. La eucariota es la célula más avanzada y evolucionada, y probablemente se originó de una procariota que devoró otra célula que después fungió como mitocondria (teoría endosimbiótica).* *A diferencia de la procariota, la célula eucariota tiene organelos bien definidos, cada uno con una función distinta y establecida. Los principales organelos de la célula eucariota son (figura 2.33):* * Núcleo. Contiene eucromatina (ADN listo para replicarse y transcribirse) y heterocromatina (ADN empaquetado con proteínas, formando cromosomas) y dirige la división celular. Es además la fuente de todas las señales que regulan la actividad y los procesos de la célula.* * Ribosomas. Son partículas pequeñas compuestas por proteínas y ARN ribosomal. Son la plataforma de la síntesis de proteínas, y tienen una subunidad grande y una pequeña.* * Retículo endoplasmático liso (REL). Es un sistema de túbulos unidos y vesículas planas; las células no suelen tener tanto REL, y tiene funciones mixtas: por ejemplo, en el músculo, se llama retículo sarcoplasmático y captura calcio.* *Retículo endoplasmático rugoso (RER). Las células que sintetizan proteínas que se deben de exportar fuera de ella tienen mucho RER. La diferencia con el REL es que el rugoso es rico en ribosomas y proteínas de reconocimiento de señales. El RER participa en la síntesis de las proteínas que se empaquetarán y se mandarán a la membrana; otra función es que modifica las proteínas ya sintetizadas: las pliega, las sulfata, las glucosila, etcétera.* *Aparato de Golgi. Las proteínas empaquetadas o modificadas en el RER siguen de inmediato a Golgi, donde se terminan de empaquetar y modificar.* *El aparato de Golgi es una serie de cisternas apiladas unas contra otras. También colabora en la síntesis de carbohidratos.* *Endosomas. Se les llama vesículas pinociticas a bolsitas que se forman cuando la célula ingiere moléculas pequeñas del exterior. Cuando la célula ingiere moléculas grandes o incluso otras células completas, la bolsita es llamada fagosoma. Tanto la vesícula pinocítica como el fagosoma son endosomas.* *Lisosomas. Los lisosomas son partículas ácidas con enzimas "digestivas\", que funcionan degradando y digiriendo las moléculas de deshecho de la célula. Muchas veces estas moléculas llegan al lisosoma a través de endosomas de desperdicio.* *Peroxisomas. Los peroxisomas o micro cuerpos son organelos que contienen enzimas oxidativas. Mantiene los niveles de oxidantes y oxidados dentro de la célula en niveles adecuados, y algunas células los utilizan para tener listos oxidantes que puedan ser liberados como m é todo de defensa.* *Mitocondrias. Son las más fregonas de todas. Tienen su propio ADN y son el organelo de excelencia para las reacciones metabólicas que le proveen energía a la célula, como la respiración celular. Son la "máquina energética\" de todas las eucariotas.* *Citoplasma. Es el líquido interno de la célula. Aquí se mantienen todos los organelos en su estado adecuado y las condiciones correctas p ara su funcionamiento.* *Membrana plasmática. Formada por fosfolípidos que explicamos en el apartado de biomoléculas. Sus funciones son mantener la integridad estructural de la célula, controlar el tráfico de moléculas, regular las interacciones entre células, entre otras.* *Citoesqueleto. Conjunto de túbulo s y fibrillas que le dan sostén, estructura y movimiento a la célula. Es algo así como una "malla tridimensional" de filamentos que mantiene la forma de la célula y sirve como " carretera" para el transporte de sustancias.* *Microtúbulos y centriolos. El centrosoma es la región de la célula que aloja los centriolos; un centriolo es una molécula formada por tripletes de microtúbulos, otras moléculas más pequeñas que son parte del citoesqueleto. Los centriolos son el centro organizador de microtúbulos o MTOC: aquí se controla el citoesqueleto y las moléculas que se transportan a través de él. También, en la división celular los centriolos se separan a polos diferentes y "arrean" los organelos hacia uno y otro lado para formar nuevas células.* *El ciclo celular.* *El ciclo celular es una serie de acontecimientos que le ocurren a la célula y que la preparan para la división en dos células hijas, y tiene dos partes: la interfase y la mitosis (o fase M). La interfase tiene a su vez tres fases* * La G1. Aquí se inicia la síntesis de macromoléculas esenciales para replicar el ADN, y la síntesis de organelos, y otras proteínas necesarias para la división celular. Además, se sintetiza el RNA.* * La S. Aquí ocurre la replicación del ADN, es decir, el genoma se duplica, para que la célula ahora tenga el doble de ADN del normal, contenido en dos cromátides hermanas. Además, hay síntesis de proteínas necesarias para empaquetar el ADN, principalmente histonas.* * La G2. Aquí se sintetizan aún más proteínas necesarias para la división celular, se almacena energía, se reparan errores de replicación en el ADN, y se sintetizan microtúbulos.* *Los "checkpoints\" o puntos de control son puntos en los cuales, mientras la célula va avanzando por su ciclo celular, corrige errores de replicación, o bien, si esto no es posible, detiene el ciclo celular.* *Después de las tres etapas de la interfase, ocurre la mitosis (fase M) o reproducción celular asexual: la célula original se divide en 2 células hijas idénticas, y cada una, si es necesario, reinicia su ciclo celular en G1, y se repite el proceso para cada una. En algunos casos, cuando ya no es necesario dividirse nuevamente en dos células hijas, la célula entra a la fase GO (de reposo) inmediatamente después de la fase G1, para diferenciarse y tener determinadas funciones; la gran mayoría de las células tisulares se encuentran en esta fase indefinidamente.* *Reproducción celular.* *Es el proceso por el cual una célula se divide en otras. En el apartado de reproducción hablamos de reproducción sexual (con gametos) y asexual (uniparental). Hablando de forma más "celular\'' llamaremos a esas reproducciones "meiosis'\' y "mitosis\'' respectivamente.* *Mitosis.* *La mitosis es una forma de reproducción asexual en la que una célula da origen a dos células nuevas idénticas a la original no existe variabilidad genética heredada, pues las células hijas son idénticas genéticamente hablando a la madre. La mitosis es propia de células somáticas como forma de crecimiento, y de organismos unicelulares como forma de reproducción (bipartición, gemación, esporulación, etcétera). Es a menudo llamada "fase M\", y no ocurre sin que antes haya ocurrido la interfase, en la que se hayan duplicado el número de cromosomas (material genético).* *Tras la citocinesis surgen dos células hijas idénticas a la madre, con 46 cromosomas cada una (agrupados en 23 pares), y que reiniciarán su ciclo celular si es que las circunstancias provocan que la reproducción celular continúe. Este tipo de células hijas que tienen su material genético completo y son idénticas a la madre son llamadas "diploides" (2n)* *Meiosis.* *La meiosis es una forma de reproducción sexual en la que una célula da origen a cuatro células con solo la mitad del material genético que la célula original. Cada una de estas cuatro células hijas es distinta a la madre y la una de la otra, esto gracias a que, previo a la división celular, ocurrió la recombinación meiótica de material genético. Gracias a esto existe variabilidad genética entre cada individuo. La meiosis es exclusiva de células sexuales, reproductivas o gametos, que solo contienen la mitad del material genético original y requieren de otro gameto para que ocurra la fecundación, y surja una nueva célula con el material genético completo, por reproducción sexual. Los dos ejemplos más claros son, sin duda, la producción de espermatozoides (espermatogénesis) y de ovocitos (ovogénesis). Te muestro ahora los puntos importantes para tu EXCOBA de la meiosis en la figura 2.36. Previo a estos pasos, como en la mitosis, tuvo que haberse duplicado el material genético en la interfase.* *Tras la citocinesis, surgen cuatro células distintas entre sí y de la madre, con 23 cromosomas cada una. Este tipo de células hijas que tienen solo la mitad del material genético de una célula somática humana se les llama "haploides\" (n). Para crear un nuevo ser diploide, dos células haploides deben unirse en un proceso llamado fecundación (o fertilización).* *Metabolismo celular.* *Es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en un organismo que le permite descomponer y crear materia y energía, y así ser capaz de continuar con su ciclo vital. Existen tres tipos:* * Anabolismo. Se construyen moléculas complejas a través de otras más simples. Corresponde a reacciones endotérmicas, es decir, que gastan o requieren energía en forma de ATP. Ej. Gluconeogénesis, síntesis de proteínas, fotosíntesis.* * Catabolismo. Se descomponen moléculas complejas en otras más simples para liberar energía en forma de ATP (reacción exotérmica). Ej. Respiración celular y fermentación.* *Anfibolismo. Las vías antibélicas son aquellas que no pueden clasificarse en anabolismo o catabolismo, pero son intermediarios entre las vías anabólicas y catabólicas, por ejemplo, el ciclo del ácido cítrico (de Krebs).* *Trifosfato de adenosina.* *El trifosfato de adenosina, adenosín trifosfato, o ATP, es un nucleótido fundamental y principal fuente de energía en las células. Es una molécula altamente energética y se obtiene al sintetizar nutrientes extraídos del medio y pasar dichas moléculas a un proceso metabólico llamado \"respiración celular\" (en el caso aeróbico). La forma en la que el ATP provee energía es gracias a la ruptura de los grupos fosfato que contiene, lo que libera mucha energía en forma de trabajo.* *En las reacciones anabólicas, al ser endotérmicas, "absorben\" energía, por lo que utilizan el ATP para formar moléculas complejas a partir de otras más simples; estas reacciones rompen el ATP en un ADP y un fosfato, y utilizan la energía que esta ruptura libera. Por ejemplo, la conversión de glucosa a glucosa-6-fosfato* *En las reacciones catabólicas, es mucho más sencillo romper una molécula grande a otras más pequeñas, por lo que no requieren energía; al contrario, estas rupturas generan energía potencial en forma de ATP. Un ejemplo es la formación del piruvato a partir del fosfoenolpiruvato, reacción de la que se obtiene un ATP (figura 2.39B).* *Respiración celular* *Como hablamos anteriormente, la respiración es un proceso de obtención de oxígeno. Pero cuando hablamos de respiración celular, se trata del proceso por el cual dentro de la célula se degradan ciertas moléculas (principalmente carbohidratos) para la obtención de energía en forma de ATP.* *Esta respiración cambiará su proceso en condición de si existe oxígeno o no presente. En la figura 2.40 se expresa en un solo diagrama que te adapté desde biorender los dos tipos de respiración celular.* *Proceso aeróbico (respiración celular propiamente dicha).* *En presencia de oxígeno, se sigue la siguiente vía;* * En la glucólisis, que ocurre en el citosol, se rompe la glucosa a dos moléculas de piruvato, liberando 2NADH y 2ATP.* * Posteriormente, en presencia de oxígeno, las dos moléculas de piruvato obtenidas se oxidan para formar Acetil-CoA, en un proceso llamado cadena oxidativa del piruvato, que ocurre en la matriz mitocondrial, liberando CO2 y 2NADH.* * Ya formado el Acetil-CoA, entra al ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico, interactuando con muchísimas moléculas y siendo modificada por diversas enzimas, mientras se liberan moléculas altamente energéticas, entre ellas 6 NADH, 2 FADH2, 2 ATP, y muchísimo CO2.* *Las moléculas energéticas formadas en los procesos anteriores van a una cadena de transporte electrónico (o fosforilación oxidativa), en la que se utiliza el oxígeno y el movimiento de los electrones para formar 34-36 moléculas de ATP (a través de la ATP sintasa) y agua.* *Proceso anaeróbico (fermentación).* *Se repiten los mismos pasos en la glucólisis para formar piruvato, sin embargo, en ausencia de oxígeno, este no puede oxidarse a Acetil-CoA. El piruvato termina entrando a un proceso llamado fermentación, que terminará formando lactato o ácido láctico, en el caso de las células aeróbicas privadas de oxígeno, o alcohol etílico (etanol), en el caso de las bacterias y algunos otros organismos unicelulares utilizados para elaborar bebidas alcohólicas. La formación de energía se limita a los 2 ATP que se forman en la glucólisis, nada más ni nada menos. Este mecanismo es propio de seres anaerobios, pero muchas células aeróbicas pueden utilizarlo cuando se les priva de oxígeno como método de supervivencia.* *nidad 6. Taxonomía y biodiversidad.* *Nociones básicas de taxonomía.* *La taxonomía se define como la herramienta de la biología que clasifica a los seres vivos, es relevante conocerla, pues pone a una especie en un punto específico de una clasificación.* *La clasificación filogenética de los seres vivos los agrupa desde características tan generales como los cinco reinos (monera, animalia, fungí, protista, plantae), a características tan simples como el género y la especie. Por ejemplo, si tomamos al reino animal, podríamos decir que el perro y la guacamaya comparten el mismo reino; pero si lo hacemos más específico, como en el género, el perro y el lobo lo comparten por tener más características similares, pero la guacamaya se encuentra muy lejos de estas similitudes.* *La clasificación filogenética presenta la siguiente jerarquía, desde lo más general hasta lo más específico:* *Dominio -» Reino -» Philum {filó) o división -» Clase -\> Orden -» Familia -\> Género -» Especie* -------------------------------- ------------------------------------ ------------------------------------------ --------------------------------------- ----------------------------- ----------------------- *Tabla 2.6. Dominios y reinos* *Dominio Arquea* *Dominio Eubacteria* *Dominio Eukaria* *Reino Monera\** *Reino Protista* *Reino Fungí* *Reino Plantae* *Reino Animalia* *Unicelulares* *Unicelulares* *Unicelulares* *Unicelulares o pluricelulares* *Pluricelulares* *Pluricelulares* *Autótrofos* *Autótrofos y heterótrofos* *Autótrofos* *Heterótrofos* *Autótrofas* *Heterótrofos* *Procariotas* *Procariotas* *Eucariotas* *Eucariotas* *Eucariotas* *Eucariotas* *Pared celular de proteínas* *Pared celular de peptidoglicanos* *Algunos tienen pared celular* *Pared celular de quitina* *Pared celular de celulosa* *Sin pared celular* *Las arqueobacterias* *Las bacterias* *Los protozoos y las algas cromofitas\"* *Hongos y zetas; hongos unicelulares* *Plantas* *Animales, parásitos* -------------------------------- ------------------------------------ ------------------------------------------ --------------------------------------- ----------------------------- ----------------------- *Dominios.* *Diversos autores han planteado varias formas de clasificar a los seres vivos con dominios distintos, aunque la más aceptada (y la que usaremos para fines de examen) es la que los agrupa en tres dominios: dominio eubacteria, dominio archea (arquea), y el dominio eukaria. Los virus son un organismo especial que no puede clasificarse en ninguno de los tres, y que veremos más adelante.* *Dominio eubacteria.* *Eubacteria significa literalmente "bacterias verdaderas\', y corresponde a todo lo que conoces como "bacterias\"; son seres procariotas y primitivos, algunos de ellos agentes infecciosos como las causantes de la peste bubónica, tos ferina, clamidia, chancro (sífilis), difteria, fiebre tifoidea, gonorrea, meningitis bacteriana, o tuberculosis. Entre sus características más importantes, destacan: Su pared celular está constituida por glucoproteínas (peptidoglucano); de hecho, mediante tinción de Gram se distinguen entre bacterias grampositivas y gramnegativas, de acuerdo con las propiedades de su pared y su membrana. Su genoma es de DNA de doble hélice circular. Son, en su mayoría, autótrofas; algunas pueden ser incluso fotosintéticas o quimiosintéticas. Pueden ser anaeróbicas, aeróbicas o anaeróbicas facultativas (esto es, pueden vivir en ambos medios). Normalmente se reproducen asexualmente, mediante fisión binaria (bipartición). Se clasifican por su forma en tres: cocos (esferitas), bacilos (bastoncitos o forma de "cheetos"), y espiroquetas (espirales).* *Dominio archea (arqueobacteria).* *El dominio arquea corresponde a otros seres similares a bacterias, pero muchísimo más primitivos y destacados por soportar entornos bruscos e intensos, como elevada salinidad, pH muy bajo o alto, ausencia de oxígeno, elevadas presiones, o temperaturas drásticas. No son infecciosas, también procariotas, y se les estudia como posibles seres del origen de la vida. Sus características comunes son: No poseen pared celular, o si la presentan, es muy delgada. Pueden ser termófilas (viven a temperaturas altísimas), metanógenas (viven en medios anaerobios y producen metano), y halófilas (viven en entornos con altas concentraciones de sal).* *Dominio eukaria.* *El dominio eukaria corresponde a todo ser que tiene células eucariotas; pueden ser unicelulares o pluricelulares, y va desde los hongos hasta los humanos.* *Se integra por cinco grandes reinos: Protista (aunque la clasificación actual sugiere distinguir Protozoa y Chromista), Fungí, Plantae y Animalia.* *Los protistas son eucariotas unicelulares y pluricelulares; se clasifican en protofitas y protozoos por nutrición, o en algas y protozoos por la presencia o ausencia de clorofila, respectivamente. Se mueven a través de pseudópodos. Algunos de ellos son causantes de enfermedades parasitarias, como Entamoeba histolytica o Giardia lamblia.* *Los fungí son hongos, multi o unicelulares, que se nutren por absorción. Aquí se incluyen los mohos, hongos, levaduras, y zetas. Así como las bacterias tienen pared celular de glucoproteínas o las plantas de celulosa, los fungí tienen pared de quitina y glucano. Los hongos pueden ser saprofitos, liquenizados, micorrizógenos o parásitos.* *En el reino plantae agrupa a todas las plantas; son todas multicelulares, se nutren por fotosíntesis, contienen clorofila, y se clasifican en cuatro grandes grupos (véase más adelante).* *El reino animalia agrupa a todos los animales (véase más adelante).* *Virus.* *Los virus no pueden ser clasificados en alguno de los tres dominios ya descritos; de hecho, ni siquiera son considerados seres vivos. Recordemos que una característica básica de todo ser vivo es la reproducción.* *Los virus son incapaces de reproducirse por sí mismos, o de reproducirse al tener varios miembros del mismo tipo de virus, por eso no pueden considerarse seres vivos. En realidad, son un material inerte: un puñito de ácidos nucleicos rodeado por una cápsula de lípidos y proteínas que mide entre 30-400 nanómetros.* *Para la proliferación de los virus, ante su incapacidad para reproducirse, requieren de infectar a una célula para apoderarse de su maquinaria de replicación y replicarse dentro mediante dos posibles ciclos: el ciclo lítico consiste en la producción excesiva de nuevos virus dentro de una célula, a tal punto que la célula revienta (lisis celular) y se libera todo el material viral; el ciclo lisogénico consiste en la adhesión del material genético viral con el de la célula; el virus puede mantenerse asi durante mucho tiempo. Etimológicamente su nombre significa "toxina" o "veneno".* *Virus como la fiebre amarilla, el SARS-CoV-2, los de la influenza, el papiloma, el norovirus, la hepatitis, el herpes, el VIH, los rinovirus, la varicela, el sarampión, la rubéola, el resfriado común, o el rotavirus pueden infectar a los humanos y causar síntomas; otros, los bacteriófagos, infectan a las bacterias. Se suelen clasificar en cuatro tipos por su forma (figura 2.41), o en dos tipos, dependiendo de si tienen DNA o RNA.* *Reino animalia.* *En la clasificación científica de los seres vivos, los animales constituyen un reino que reúne un amplio grupo de organismos que son eucariotas, heterótrofos, pluricelulares y tisulares.* *Algunas de sus características son: Tienen amplia capacidad de movimiento. No tienen cloroplasto. Son eucariotas y pluricelulares. Su metabolismo es obligatoriamente aeróbico. No tienen pared celular. Su desarrollo embrionario es muy característico. El ser humano pertenece a este reino. Practican la reproducción sexual, aunque algunos pueden reproducirse asexualmente.* *Animales invertebrados.* *Son un subfilo que corresponde a todos los animales con ausencia de espina dorsal o columna vertebral. Incluye cerca del 90% de las especies de animales:* * Artrópodos. Insectos, arácnidos y crustáceos. Anélidos. Lombrices y sanguijuelas. Moluscos. Ostras, pulpos, calamares, almejas. Poríferos. Esponjas. Cnidarios. Medusas, pólipos y corales. Equinodermos. Estrellas de mar. Nematodos. Gusanos cilindricos, los parásitos como la ascaris y toxocariasis. Platelmintos. Gusanos planos marinos.* *Animales vertebrados* *Son un subfilo que corresponde a todos los animales con espina dorsal o columna vertebral. Incluye cerca de 70,000 especies* *nidad 7. Genética.* *Nociones básicas de la genética.* *La genética es la rama de la biología que estudia los mecanismos de transición de los caracteres hereditarios. En palabras más sencillas, es la ciencia que estudia la herencia biológica. Hay varios conceptos que deben quedar claros para introducirnos al mundo de la genética: Herencia. Es el proceso por el cual la descendencia de un organismo está predispuesto a adquirir características de sus progenitores. Gen. Fragmento de ADN que almacena información genética y codifica para una proteína que se expresa de alguna manera. Alelo. Es cada una de las dos o más versiones de un gen. Un individuo hereda un alelo del padre y uno de la madre. Por ejemplo, el gen es "color de cabello\" y los dos alelos de ese gen son "castaño\" y "rubio\". o Alelo dominante. Se expresa siempre que está presente. En individuos homocigotos dominantes (en los que ambos alelos son dominantes) u heterocigotos (un alelo dominante y otro recesivo), siempre se expresará el alelo dominante. o Alelo recesivo. Se expresa únicamente cuando se presenta en pares idénticos, es decir, solo en homocigotos recesivos (en los que ambos alelos son recesivos). Homocigoto. Si los dos alelos de un solo gen son idénticos, el individuo es homocigoto para dicho gen. Heterocigoto. Si los dos alelos de un solo gen son diferentes, el individuo es heterocigoto para dicho gen. Locus. Es una posición física en el cromosoma. Determina la posición de un gen. Genotipo. Característica genética que no se manifiesta, pero está presente. Por ejemplo, en un hombre de ojos cafés, tal vez sea heterocigoto, por lo que podría tener un alelo recesivo de ojos verdes. A pesar de que no se expresa, está presente en su genoma, es decir, es parte de su genotipo. El genotipo determina al fenotipo. Fenotipo. Característica genética que se manifiesta o se puede ver, medir o presenciar, es decir, lo expresado fisiológicamente por el alelo dominante; además, se modifica por el ambiente a través de cambios epigenéticos* *Cromosomas.* *Los cromosomas son un conjunto de material genético (ADN) y proteínas compactadas en una estructura. La figura 2.43 muestra en realidad dos cromátidas hermanas; el cromosoma propiamente dicho está constituido por dos cromátidas hermanas unidas en un centrómero. Cada cromátida está formada a su vez por cromatina altamente condensada; la cromatina es un conjunto de hebras de ADN que, en su forma compactada (llamada heterocromatina), forman cromátidas, y estas al unirse con sus cromátidas hermanas forman cromosoma* *Los cromosomas de esta forma se observan únicamente en la metafase (es decir, en plena división). Cuando la célula no se está reproduciendo, la cromatina se encuentra dispersa por todo el núcleo y no hay presencia de cromosomas como tal (llamada eucromatina), pues así es más fácil para el ADN transcribir y replicarse.* *Genética mendeliana (herencia autosómica).* *Las leyes de Mendel.* *Gregor J. Mendel fue un católico y naturalista, considerado el padre de la genética (figura 2.45). Propuso las "Leyes de Mendel" gracias a sus experimentos con guisantes que dieron origen al concepto de herencia genética. Se describen sus tres leyes a continuación; para fines de examen, enfatiza sobre todo en las dos primeras:* *Ley de la uniformidad de los híbridos de la primera generación filial. Si se cruzan dos líneas puras para un determinado carácter (es decir, si cruzamos dos genes con alelos del mismo tipo) los descendientes serán todos iguales entre sí genotípicamente, e iguales fenotípicamente al progenitor dominante (figura 2.46).* *Ley de los principios de la segregación. Durante la formación de gametos, cada alelo de un par se separa del otro miembro para determinar la constitución genética del gameto filial (figura 2.48).* *Ley de la herencia independiente de caracteres. Existen rasgos que se heredan de forma independiente a otros rasgos. No existe relación, ya que se encuentran en otra área del cromosoma. Mendel la ejemplificó cruzando una semilla amarilla (AA) y lisa (BB) con una semilla verde (aa) y rugosa (bb), formando gametos amarillos y lisos (AaBb). Cruzó estos gametos en todas sus combinaciones posibles* *Variaciones en la genética mendeliana.* *Mendel, en su momento, solo consideraba que un gen determinaba un solo rasgo, que presentaba solo dos alelos (uno heredado de la madre y otro del padre), que uno era dominante y otro recesivo, y que la expresión de distintos genes era independiente entre sí. Ahora sabemos que hay excepciones a todas esas reglas: Dominancia incompleta. Ninguno de los alelos es dominante uno sobre el otro, por lo que ambos se expresan con un fenotipo intermedio. Por ejemplo, ante dominancia incompleta, si una flor roja (RR) se mezcla con una flor blanca (rr), las flores resultantes (Rr) serán rosas, un punto intermedio entre ambos colores, pues ambos se están expresando. Codominancia. Dos alelos pueden expresarse simultáneamente al estar presentes; ambos se expresan por completo, y no dan un fenotipo intermedio como en el pasado, por ejemplo, la gente que tiene grupo sanguíneo AB. Alelos múltiples. Mendel era chido, pero solo consideró genes que eran determinados por solo dos alelos; en la realidad, muchos genes dependen de múltiples alelos para un solo gen. Pleiotropía. Generalmente, un gen determina un solo rasgo fenotípico. En algunos casos, un solo gen puede afectar características diferentes.* *Cuadros de Punnett.* *Lo que vimos en las ejemplificaciones de arriba son cuadros de Punnett, cuadros utilizados por los biólogos para determinar la probabilidad de que un producto tenga un genotipo en particular. En tu EXCOBA, deberás hacer un cuadro de Punnett de dos genes, cada uno con dos alelos. Es decir, debes dominar sobre todo la primera y segunda ley de Mendel* *Para la tercera ley, el cuadro solo funciona si los genes son independientes entre sí (ej. se puede utilizar si cruzamos dos genes, uno de color de piel y otro de color de ojos).* *Herencia cromosómica ligada al sexo.* *Teoría cromosómica de Sutton, Boveri y Morgan.* *Walter Sutton y Theodor Boveri fueron los primeros que postularon la teoría cromosómica de la herencia: los genes individuales se encuentran en cromosomas particulares, y el comportamiento de ¡os cromosomas explica por qué los genes se heredan por leyes mendelianas. Posteriormente, Morgan eligió la mosca de la fruta para confirmar la teoría, viendo el gen del color de los ojos: una hembra de ojos rojos con cromosomas XDXD ("D\" significa dominante) se cruzó con un macho de ojos blancos con cromosomas X' Y ("R\" de recesivo). Lo que ocurrió fue lo de la figura 2.49A.* *Hasta aquí todo bien, pues obedece a leyes de Mendel. Pero si apareamos dos de las moscas hijas, ocurren mezclas que, aunque obedecen las leyes de Mendel, demuestran que el cromosoma X es el que porta el gen del color de ojos: observa cómo en algunos machos, la XR se expresa a pesar de ser un alelo recesivo, pues la Y siempre es " más recesiva que un X recesivo\' (fig. 2.49B).* *A lo que quiero llegar es a la relevancia del cromosoma "X": cuando hay una hembra tiene dos cromosomas sexuales XX, lo que significa que ambos "X\" pueden tener ciertos genes específicos para X, pero al ser dos, uno de esos debe de tomar el papel de "dominante". Sin embargo, en el macho, solo se tiene un cromosoma "X\", por lo que, sea dominante o sea recesivo, siempre se expresará como dominante, pues la "Y" siempre se comportará como "más recesivo".* *Herencia ligada al cromosoma X.* *El par de cromosomas que determina el sexo del gameto es el último (o par 23), siendo cromosomas XX para la mujer, y XY para el hombre.* *Morgan entonces observó lo de la figura 2.49, demostrando que en cromosomas X se puede ser dominante o recesivo (o "menos dominante\"), y el "Y\" será siempre recesivo.* *Con esto planteado, sabemos que:* *El macho determina el sexo, por tener el cromosoma Y.* *El cromosoma X siempre será dominante ante el cromosoma Y, que actuará como un recesivo; por lo que una mutación en X, sea dominante o recesiva, siempre se expresará en el hombre.* *En las mujeres, al tener par XX, tienen dos cromosomas dominantes -casi siempre-; en este caso, si un X presenta una mutación, no se expresará fenotípicamente, pues el otro X la \"esconde\" (actúa como dominante). Hace falta que ambos cromosomas X tengan la mutación para que esta se exprese (pues se encuentra en el "menos dominante\" o "recesivo\").* *Los trastornos genéticos ligados a X son mucho más comunes, muchas mujeres son portadoras de trastornos de este tipo, pero no lo manifiestan (pues podrían tener un X mutado y un X normal), pero los hombres son más susceptibles de ser afectados.* *Trastornos ligados al sexo.* *Los alelos para ciertos trastornos como la hemofilia, daltonismo o distrofia muscular están ligados al cromosoma X. Las mujeres son susceptibles a ser portadoras, pero casi nunca presentan síntomas, por lo explicado en la sección pasada. Los hombres son más susceptibles a desarrollar los trastornos genéticos, pues si presentan una mutación en X, no tienen otro cromosoma X para compensarla, por lo que siempre se expresará.* *Tenemos dos tipos de herencia respecto a las mutaciones que provocan trastornos ligados al sexo:* *erencia recesiva ligada al cromosoma X. Es lo que anteriormente hemos visto. La mutación perjudicial se encuentra en uno de los cromosomas "X", pero este actúa como recesivo, para que el cromosoma X sano actúe como dominante y se exprese. Las mujeres solo presentarán la enfermedad si ambos cromosomas X presentan la mutación, pero si solo uno lo presenta, serán mujeres sanas, pero portadoras.* *Los varones siempre presentarán la enfermedad si heredan el cromosoma X con la mutación. Para fines de examen, este tipo de herencia es a la que daremos más atención, y llamaremos "herencia ligada al sexo" propiamente dicha* *Herencia dominante ligada al cromosoma X. En casos menos frecuentes, la mutación perjudicial que se encuentra en un cromosoma X actúa como dominante, por lo que, si una mujer presenta un solo cromosoma X con la mutación, enfermará inevitablemente, porque el cromosoma X sano no se podrá expresar, sino que actuará como recesivo. En estos casos no existe el concepto de "portadora\". Los varones siempre presentarán la enfermedad si heredan el cromosoma X con la mutación* *Mutaciones perjudiciales. X* *Las mutaciones pueden ser beneficiosas (colaboran con la selección natural para la evolución), neutras (irrelevantes) o perjudiciales (trastornos genéticos).* *Los trastornos genéticos pueden ser hereditarios o adquiridos durante el embarazo (congénitos), y generalmente podemos dividirlos en tres tipos de mutaciones: Mutaciones genéticas, puntuales, génicas o moleculares. Ocurren por fallos en la secuencia de nucleótidos del ADN, que codificará a una proteína mutada. Entre estas, se encuentra la anemia falciforme y el albinismo.* *Mutaciones cromosómicas (o cromosómicas estructurales). Deriva de la ruptura (deleción), reverso (inversión) cambio de lugar (traslocación) o duplicación de la porción de un cromosoma. Entre estos, destacan el síndrome de Angelman, Prader-Willi, Miller-Diecker, o Cri Du Chat.* *Mutaciones genómicas (o cromosómicas numéricas). Derivan de un cambio anormal en el número de cromosomas (aneuploidía), es decir, puede haber un cromosoma extra (trisomía) o un cromosoma menos (monosomía) en alguno de los pares; esto ocurre gracias a la no disyunción meiótica, es decir, un mal reorganizamiento de los cromosomas en la gametogénesis que provoca que algunos gametos tengan un cromosoma más o un cromosoma menos de lo normal. Casi todas las monosomías son incompatibles con la vida (excepto el síndrome de Turner, que es la monosomía del cromosoma X), y las trisomías pueden expresarse de forma más común. Entre algunas trisomías, destacan la trisomía 21 (síndrome de Down), trisomía 18 (síndrome de Edwards), y trisomía 13 (Patau). Los cromosomas sexuales también pueden sufrir trisomías: el síndrome de la triple X (trisomía XXX), la trisomía XYY (síndrome de Jacob), y la trisomía XXY (síndrome de Klinefelter).* *Unidad 8. Evolución.* *El origen de la vida.* *Si la evolución es un concepto complejo porque está lleno de teorías distintas, el origen de la vida lo es aún más: aún no se tiene claro cómo inició la vida en la tierra, aunque se plantean distintas teorías, unas más aceptadas que otras, e incluso algunos autores postulan que pudo ser una mezcla de varias teorías.* * Teoría del creacionismo. Plantea que existe una deidad o poder supremo que nos creó, o creó la vida en algún punto, y la puso en la tierra para su desarrollo. No existe hasta la fecha algún argumento científico que sustente esta teoría.* * Teoría de la panspermia. Postulada por Svante A. Arrhenius. Plantea que la vida no se originó en esta tierra, sino que proviene del espacio. La panspermia nos dice que todo el espacio está o estará eventualmente contaminado con formas microscópicas de vida que se distribuyen por las galaxias a través de colisiones de asteroides. Aunque parece poco creíble, es verdad que el polvo estelar contiene grandes cantidades de materia orgánica que pudo haber sido introducida a la tierra en colisiones.* * Teoría de la generación espontánea. Postulada por Jean B. Von Helmont. Plantea una abiogénesis, es decir, que cualquier forma de vida puede surgir de manera espontánea a parir de materia orgánica o inorgánica. Está completamente refutada, sin embargo, anteriormente se creía en ella, pues la evidencia visual de dejar un pedazo de ropa sucia y luego volver al día siguiente y encontrar ratones les hacía pensar a los antiguos biólogos que dichos ratones se generaban espontáneamente de la suciedad.* *Teoría del mundo ARN. Postulada por Alexander Rich. El mundo ARN o el mundo RNA plantea que el ácido ribonucleico o RNA fue de las primeras grandes moléculas en existir en esta tierra, y por su gran capacidad y habilidad, a partir de estas moléculas pudieron surgir proteínas y el DNA. Este conjunto de moléculas, al encerrarse en liposomas (gotitas de lípido), pudieron trabajar en conjunto y formar la primera protocélula.* * Teoría quimiosintética. Aleksandr Oparin y John Haldane eran chidos; desarrollaron experimentalmente la teoría más aceptada del origen de la vida. Esta teoría, también llamada teoría fisicoquímica, postula que las condiciones caóticas de ia tierra primitiva eran perfectas para que las reacciones químicas necesarias se dieran y de ahí surgieran las primeras moléculas orgánicas relevantes. Estas moléculas orgánicas luego ¡rían desarrollándose e interdependiendo unas de otras cada vez más, formando coacervados que eventualmente darían a las primeras células.* *La teoría endosimbiótica no plantea como tal el origen de la vida, sino del origen de las primeras células eucariotas. Lo más probable es que haya ocurrido lo que Oparin y Haldane plantearon para que iniciara la vida, y apenas unas decenas de millones de años después, habría ocurrido lo planteado por Lynn Margulis, es decir, la teoría endosimbiótica.* *Esta teoría propone que una célula primitiva (eucariota o procariota) fagocitó procariotas aeróbicas obligadas, y estas últimas evolucionaron para ser las mitocondrias de la célula primitiva.* *Algo similar ocurrió con las células de las plantas: parece que una eucariota primitiva fagocitó una procariota fotosintética, y esta luego evolucionó a un cloroplasto.* *La evolución.* *En el apartado de secundaria habíamos hablado un poco de evolución. Por mucho tiempo se refutó algún argumento a favor de la evolución. Coincidía con las épocas en las que toda causa se atribuía a religión y creacionismo. Aristóteles y Platón vean al ser vivo como un ente material y temporal del mundo intelegible, es decir, de una forma ideal que solo se podía encontrar en Dios.* *En pleno auge de la ilustración, Georges-Louis Leclerc (mejor conocido como el conde de Buffon) comenzaba a replantear el creacionismo: no lo refutaba, pero decía que solo un puñado de las especies conocidas fueron producto de la creación original, y las demás surgieron con el tiempo a través de procesos naturales.* *Posteriormente surge el fijismo. El fijismo es una mentada de madre a la evolución. Se hablaba de que todas las especies eran invariables, y tuvieron un punto en el que se crearon desde el principio de los tiempos. Los fósiles se consideraban caprichos de la naturaleza, sin relación con los seres actuales. Por su parte, George Cuvier planteaba con el catastrofismo que los fósiles eran especies diferentes a las actuales, que se extinguieron en un evento mundial, es decir, era un postulado de creaciones sucesivas.* *Charles Lyell y James Hutton plantearon además que la tierra tenía muchos más años de los que se creía, y estudiaron las estructuras geológicas con su postulado del uniformismo.* *lean B. Lamark.* *Lamarck, en el siglo XVIII, planteó por primera vez un mecanismo de evolución distinto a los de su época. Por ejemplo, planteó que la jirafa tenía el cuello tan largo porque sus antepasados se estiraban mucho para alcanzar las hojas de árboles elevados, lo que eventualmente provocó un crecimiento de! cuello. Así, Lamark plantea una teoría que se basaba en los siguientes postulados: Los seres vivos tienen tendencia al perfeccionamiento. Los cambios del ambiente provocan el uso o desuso de los órganos (ley del uso y el desuso) La función y el cambio crean los órganos especializados. Cualquier especie puede heredar a sus descendientes caracteres que haya adquirido a lo largo de su ciclo de vida (ley de herencia de los caracteres adquiridos).* *Darwin y Wallace.* *Darwin y Wallace no se conocían, pero llegaron a las mismas conclusiones simultáneamente. Ambos vivieron en plena revolución industrial, y propusieron que todas las especies evolucionaban de generación en generación, notándose grandes cambios a lo largo de muchas generaciones. Darwin, en "E7 origen de las especies\", planteó su teoría de la evolución, sustentada con su observación de distintas especies en las islas Galápagos (dato curioso: probablemente aún existan tortugas vivas en las Galápagos que conocieron a Darwiri).* *También planteó su teoría de la selección natural: en la naturaleza solo sobreviven los más aptos o mejores adaptados a!medio, y transmiten estas características a su descendencia, dando una tendencia ai perfeccionismo. Observa como utilicé la palabra "aptos\"; en la biología, la aptitud es la capacidad que tiene un individuo de reproducirse y generar decendencia, básicamente se deduce que los individuos que más se reproducen son más aptos en el proceso de selección natural.* *El neodarwinismo es la unión del concepto darwinista con los conocimientos ligados a la variabilidad genética Hoy es la más aceptada, pues sugiere que las diferencias hereditarias (causadas por mutaciones) son la materia prima de la evolución, pues sobre ellas actúa la selección natural. Del neodarwinismo obtenemos la unión de dos conceptos: evolución (transformación gradual y progresiva de formas de vida primitiva en otras más evolucionadas, acorde a la adaptación de su medio o entorno) y variabilidad genética (distribución de los genes que se da en distintos patrones a través de las generaciones).* *Causas de la variabilidad genética.* *Darwin desconocía sobre la genética moderna, pero ahora sabemos que la evolución de las especies se da gracias a la variabilidad a nivel genético y epigenético de sus integrantes. Son distintas las causas que producen variabilidad genética, y por lo tanto, provocan la evolución constante de la vida: Mutaciones. Este concepto no era conocido ni por Mendel ni por Darwin. Las mutaciones son cambios en el DNA que ocurren aleatoriamente, por lo tanto, las variaciones de los organismos también se pueden presentar aleatoriamente y no necesariamente como un mecanismo de adaptación.* *Las mutaciones, al ser cambios aleatorios en la estructura del DNA, pueden ser perjudiciales o beneficiosas para el organismo que las presenta. Si fueran perjudiciales, lo más probable es que muera; si fueran beneficiosas, lo más probable es que las transmita a las siguientes generaciones.* *Flujo genético. Cuando dos poblaciones distintas de una misma especie se llegan a relacionar en el mismo espacio, lo más probable es que ocurra cruzamiento entre ambas, transmitiéndose los genes que normalmente están en una población a otra población que no los tiene (figura 2.52).* *Deriva génica. La frecuencia alélica es e/ porcentaje de cada alelo de un gen presente en toda la población. La deriva génica es un cambio constante y completamente aleatorio de frecuencia alélica en una población; es decir, algunos alelos van disminuyendo su frecuencia y otros van aumentando aleatoriamente, incluso pudien