Examen Final de Biología PDF

Temas del Examen Final en el Prontuario: Capítulo Tema Principal Subtemas 1 Introducción a la 1.1. Propiedades y características de la vida 1.2. Biología como Biología disciplina científica 1.3. Ramas de la Biología 2 Naturaleza de l...

Temas del Examen Final en el Prontuario: Capítulo Tema Principal Subtemas 1 Introducción a la 1.1. Propiedades y características de la vida 1.2. Biología como Biología disciplina científica 1.3. Ramas de la Biología 2 Naturaleza de las 2.1. Estructura atómica 2.1.1. Las partículas sub-atómicas 2.1.2. moléculas Elementos químicos de la vida 2.1.3. Electronegatividad y polaridad de las moléculas 3 Estructura y función 3.1. Carbohidratos 3.2. Lípidos 3.3. Proteínas 3.4. Ácidos Nucleicos de las biomoléculas 4 Estructura y 4.1. Teoría celular 4.2. Células procariotas y eucariotas 4.3. Estructura composición de la y función de los organelos celulares célula 5 Membrana celular 5.1. Modelo del “mosaico fluido” 5.2. Transporte a través de membranas 6 Metabolismo 6.1. Flujo de energía 6.2. Leyes de termodinámica 6.3. Reacciones enzimáticas 7 Respiración celular 7.1. Respiración aeróbica 7.2. Respiración anaeróbica 8 Fotosíntesis 8.1. Naturaleza de la luz y pigmentos 8.2. Reacciones lumínicas y Fotosistemas 8.3. Reacciones independientes de luz 9 ADN - Molécula de la 9.1. ADN como transmisor de la información genética 9.2. Modelo de la vida doble hélice 9.3. Replicación del ADN 10 Expresión genética 10.1. Dogma central de la biología 10.2. Transcripción 10.3. ARN mensajero 10.4. Traducción 11 Ciclo celular 11.1. Fases del ciclo celular 11.2. Control del ciclo celular 11.3. Reproducción asexual 12 Meiosis y 12.1. Organismos multicelulares 12.2. Cariotipo humano 12.3. Meiosis reproducción sexual y formación de gametos 12.4. Mecanismos de variación genética 13 Patrones de herencia 13.1. Experimentos de Mendel 13.2. Primera ley de Mendel 13.3. y cromosomas Segunda ley de Mendel 13.4. Bases cromosómicas de la herencia mendeliana 13.5. Herencia ligada al sexo 14 El origen de la vida 14.1. Condiciones terrestres que hicieron posible la vida 14.2. Eventos en la tierra claves en la historia de la vida 15 Evolución biológica 15.1. Origen de las especies 15.2. Hipótesis de Lamarck 15.3. Teoría del “Origen de las especies” de Darwin 15.4. Evidencias que apoyan la teoría de Darwin 16 Introducción: La 16.1. Evolución y diversidad de la vida 16.2. Especiación, gradualismo, diversidad de la vida equilibrio puntual 16.3. Deriva genética 16.4. Clasificación taxonómica de los organismos 16.5. Filogenia y sistemática Repaso (Examen Final): 1. Introducción a la Biología 1.1. Propiedades y características de la vida La biología estudia a los seres vivos y los procesos que los definen. Las características básicas de la vida incluyen: 1. Organización: Todos los seres vivos tienen niveles jerárquicos de organización, desde átomos hasta sistemas completos. 2. Metabolismo: Los organismos transforman energía para realizar funciones vitales. 3. Homeostasis: Capacidad de mantener un ambiente interno estable, como la regulación de la temperatura. 4. Crecimiento y desarrollo: Incremento en tamaño y cambios estructurales. 5. Reproducción: Generación de descendencia, ya sea sexual o asexual. 6. Respuesta a estímulos: Reacción ante cambios en el ambiente. 7. Evolución: Cambio en las características hereditarias de las poblaciones a lo largo del tiempo. 1.2. Biología como disciplina científica La biología es una ciencia que sigue el método científico para generar conocimiento. Incluye observación, hipótesis, experimentación, análisis y conclusiones. Es interdisciplinaria y se conecta con química, física y matemáticas. 1.3. Ramas de la Biología Microbiología: Estudio de microorganismos. Genética: Estudio de la herencia y los genes. Ecología: Relaciones entre los organismos y su ambiente. Botánica: Ciencia de las plantas. Zoología: Ciencia de los animales. Fisiología: Funcionamiento de los organismos. 2. Naturaleza de las moléculas 2.1. Estructura atómica Los átomos son las unidades básicas de la materia y están compuestos por tres partículas subatómicas principales:  Protones: Partículas con carga positiva, ubicadas en el núcleo. Determinan el número atómico de un elemento. Neutrones: Partículas sin carga, también en el núcleo. Su número puede variar, formando isótopos. Electrones: Partículas con carga negativa que orbitan alrededor del núcleo en niveles de energía. 2.1.1. Partículas subatómicas y propiedades de los elementos 1. Protones y la tabla periódica: o El número de protones define el elemento químico. o Los elementos están organizados en la tabla periódica según su número atómico creciente. 2. Electrones de valencia y reactividad: o Los electrones en la capa más externa (capa de valencia) determinan cómo los átomos interactúan químicamente. o Átomos con capas de valencia incompletas tienden a formar enlaces para estabilizarse. 3. Neutrones e isótopos: o Los isótopos son variantes de un elemento que tienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. Ejemplo: Carbono-12 y Carbono-14. 2.1.2. Elementos químicos de la vida Los principales elementos que componen a los organismos vivos son: CHONPS: Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Fósforo y Azufre. Estos elementos forman las biomoléculas esenciales como carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. 2.1.2.1. Tipos de enlaces químicos 1. Enlaces covalentes: Comparten electrones entre átomos. Ejemplo: Enlace en moléculas de agua (H₂O). o Polar: Electrones compartidos desigualmente (ejemplo, H₂O). o No polar: Electrones compartidos equitativamente (ejemplo, O₂). 2. Enlaces iónicos: Transferencia de electrones entre átomos, formando iones (ejemplo, NaCl). 3. Puentes de hidrógeno: Interacciones débiles entre un hidrógeno parcialmente positivo y un átomo electronegativo (importantes en el ADN y proteínas). 2.1.3. Electronegatividad y polaridad La electronegatividad es la capacidad de un átomo para atraer electrones hacia sí mismo en un enlace químico.  Moléculas polares: Tienen una distribución desigual de carga (ejemplo, agua). Moléculas no polares: Carga equilibrada, sin polos (ejemplo, hidrocarburos). 3. Estructura y función de las biomoléculas Las biomoléculas son moléculas esenciales para la vida. Se clasifican en carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, cada una con funciones específicas en los organismos vivos. 3.1. Carbohidratos Composición: Carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O), con una relación aproximada de 1:2:1. Función: o Fuente principal de energía (glucosa). o Reserva de energía (almidón en plantas, glucógeno en animales). o Componentes estructurales (celulosa en paredes celulares vegetales). Clasificación: 1. Monosacáridos: Azúcares simples, como glucosa y fructosa. 2. Disacáridos: Dos monosacáridos unidos, como sacarosa (glucosa + fructosa). 3. Polisacáridos: Cadenas largas de monosacáridos, como almidón, glucógeno y celulosa. 3.2. Lípidos Composición: Principalmente carbono e hidrógeno, con oxígeno en menor proporción. Propiedades: No se disuelven en agua, son hidrofóbicos. Función: o Reserva de energía a largo plazo (grasas y aceites). o Aislantes térmicos y mecánicos. o Componentes estructurales de membranas celulares (fosfolípidos). o Mensajeros químicos (hormonas esteroides). Tipos principales: 1. Triglicéridos: Formados por glicerol y tres ácidos grasos (grasas y aceites). 2. Fosfolípidos: Componentes principales de las membranas celulares. 3. Esteroides: Estructuras en anillos, como colesterol y hormonas (estrógenos, testosterona). 3.3. Proteínas Composición: Polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Estructura: o Primaria: Secuencia lineal de aminoácidos. o Secundaria: Formación de hélices alfa o láminas beta. o Terciaria: Configuración tridimensional de una cadena polipeptídica. o Cuaternaria: Unión de múltiples cadenas polipeptídicas (ejemplo: hemoglobina). Función: o Catalizadores biológicos (enzimas). o Transporte (hemoglobina). o Soporte estructural (colágeno). o Regulación (hormonas como la insulina). o Defensa (anticuerpos). o Movimiento (actina y miosina en músculos). 3.4. Ácidos nucleicos Composición: Cadenas de nucleótidos formados por: o Un grupo fosfato. o Una azúcar pentosa (desoxirribosa en ADN, ribosa en ARN). o Una base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina o uracilo). Tipos: 1. ADN (Ácido desoxirribonucleico): ▪ Almacena y transmite información genética. ▪ Tiene forma de doble hélice. 2. ARN (Ácido ribonucleico): ▪ Participa en la síntesis de proteínas. ▪ Tipos: ARN mensajero (ARNm), ARN de transferencia (ARNt), ARN ribosomal (ARNr). Función:  o Controlar y transmitir información genética. o Sintetizar proteínas. 4. Estructura y composición de la célula La célula es la unidad estructural y funcional básica de todos los organismos vivos. Puede clasificarse en procariota y eucariota, dependiendo de su nivel de organización. 4.1. Teoría celular La teoría celular establece principios fundamentales sobre las células: 1. Todos los seres vivos están formados por una o más células. 2. La célula es la unidad más pequeña de la vida. 3. Todas las células provienen de células preexistentes. 4.2. Células procariotas y eucariotas 1. Células procariotas: o Estructura simple, sin núcleo definido. o ADN en una región llamada nucleoide. o Carecen de organelos rodeados por membranas. o Ejemplo: bacterias y arqueas. o Componentes principales: ▪ Membrana plasmática: regula el paso de sustancias. ▪ Pared celular: soporte estructural. ▪ Ribosomas: síntesis de proteínas. ▪ Flagelos: movimiento en algunos organismos. 2. Células eucariotas: o Estructura compleja, con un núcleo que contiene el ADN. o Poseen organelos rodeados por membranas. o Ejemplo: células animales, vegetales, fúngicas y de protistas. o Diferencias principales entre células animales y vegetales: ▪ Las células vegetales tienen cloroplastos, pared celular y vacuolas grandes.  ▪ Las células animales tienen centriolos y vacuolas pequeñas. 4.3. La célula eucariota: estructura y función de los organelos 1. Membrana plasmática: o Barrera selectiva que regula el paso de sustancias. o Compuesta por una bicapa de fosfolípidos con proteínas integrales y periféricas. 2. Núcleo: o Centro de control de la célula. o Contiene ADN y nucleolo (donde se ensamblan ribosomas). 3. Ribosomas: o Síntesis de proteínas. o Libres en el citoplasma o adheridos al retículo endoplásmico rugoso. 4. Retículo endoplásmico: o Rugoso: Asociado con ribosomas, produce proteínas. o Liso: Síntesis de lípidos y detoxificación. 5. Aparato de Golgi: o Modifica, empaqueta y distribuye proteínas y lípidos. 6. Mitocondrias: o Generan ATP mediante la respiración celular. o Tienen ADN propio, lo que sugiere un origen endosimbiótico. 7. Cloroplastos (solo en células vegetales): o Realizan la fotosíntesis. o Contienen clorofila y ADN propio. 8. Lisosomas: o Contienen enzimas digestivas para degradar moléculas. o Importantes en procesos de autofagia. 9. Vacuolas: o Almacenan agua, nutrientes y desechos. o En células vegetales, la vacuola central mantiene la presión de turgencia. 10. Citoesqueleto:  o Red de filamentos que da soporte y forma a la célula. o Incluye microtúbulos, filamentos intermedios y microfilamentos. 11. Centriolos (solo en células animales): o Participan en la división celular. 12. Pared celular (solo en vegetales y procariotas): o Estructura rígida que protege y da soporte. 5. Membrana celular La membrana celular es una estructura fundamental que separa el interior de la célula del medio externo, regulando el paso de sustancias para mantener el equilibrio interno (homeostasis). 5.1. Modelo del “mosaico fluido” Este modelo describe la estructura dinámica y flexible de la membrana: o Compuesta principalmente por una bicapa de fosfolípidos con proteínas incrustadas y colesterol. o Los fosfolípidos tienen: ▪ Cabezas polares (hidrofílicas) orientadas hacia el exterior. ▪ Colas apolares (hidrofóbicas) orientadas hacia el interior. o Las proteínas desempeñan funciones específicas: ▪ Proteínas integrales: Atraviesan la bicapa, formando canales o transportadores. ▪ Proteínas periféricas: Asociadas a la superficie, participan en señalización y soporte. 5.1.1. Propiedades físicas de la membrana: 1. Fluidez: o Los fosfolípidos y proteínas pueden moverse lateralmente, proporcionando flexibilidad. o El colesterol regula la fluidez, haciéndola más rígida o más fluida según la temperatura. 2. Selectividad: o Solo ciertas moléculas pueden atravesarla fácilmente, como gases (O₂, CO₂) y moléculas pequeñas no polares. 5.2. Transporte a través de membranas El transporte de moléculas puede ser pasivo o activo, dependiendo de si requiere energía. 5.2.1. Transporte pasivo No requiere energía. Se realiza a favor del gradiente de concentración (de mayor a menor concentración). 1. Difusión simple: o Moléculas pequeñas y no polares atraviesan directamente la membrana (ejemplo: O₂, CO₂). 2. Difusión facilitada: o Moléculas más grandes o polares pasan a través de proteínas específicas (ejemplo: glucosa mediante proteínas transportadoras). 3. Osmosis: o Movimiento de agua a través de una membrana semipermeable. o Depende de la concentración de solutos: ▪ Hipotónica: Agua entra a la célula (célula se hincha). ▪ Isotónica: Equilibrio en el movimiento de agua. ▪ Hipertónica: Agua sale de la célula (célula se encoge). 5.2.2. Transporte activo Requiere energía en forma de ATP. Se realiza en contra del gradiente de concentración (de menor a mayor concentración). 1. Bombas: o Ejemplo: Bomba de sodio-potasio, que mantiene un gradiente de Na⁺ y K⁺ necesario para funciones celulares. 2. Endocitosis: o La célula engloba partículas grandes o líquidos formando vesículas. o Fagocitosis: "Comer", partículas sólidas. o Pinocitosis: "Beber", líquidos. 3. Exocitosis: o La célula expulsa sustancias mediante vesículas que se fusionan con la membrana. 6. Metabolismo El metabolismo comprende todas las reacciones químicas que ocurren en una célula, divididas en catabolismo (reacciones que degradan moléculas para liberar energía) y anabolismo (reacciones que construyen moléculas utilizando energía). 6.1. Flujo de energía La energía es esencial para que los organismos lleven a cabo sus funciones vitales. 1. Organismos autótrofos y heterótrofos: o Autótrofos: Producen su propio alimento mediante la fotosíntesis (plantas, algas) o quimiosíntesis (ciertas bacterias). o Heterótrofos: Obtienen energía consumiendo otros organismos (animales, hongos, la mayoría de bacterias). 2. Energía y capacidad de realizar trabajo: o La energía permite realizar trabajo, como movimiento, transporte de sustancias y reacciones químicas. o Tipos de energía: ▪ Potencial: Almacenada, como la energía química en enlaces. ▪ Cinética: En movimiento, como la energía de una molécula en desplazamiento. 3. Moléculas de energía: o ATP (adenosín trifosfato): ▪ Moneda energética de la célula. ▪ Su hidrólisis libera energía para reacciones celulares. o NADH, FADH₂ y NADPH: ▪ Moléculas transportadoras de electrones, esenciales en reacciones de respiración y fotosíntesis. 6.2. Leyes de la termodinámica Las células obedecen las leyes de la termodinámica al transformar energía. 1. Primera ley (Ley de conservación de la energía): o La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. o Ejemplo: La energía luminosa del sol se convierte en energía química durante la fotosíntesis. 2. Segunda ley:  o Cada transferencia de energía aumenta la entropía (desorden) del universo. o Aunque la célula mantiene orden interno, contribuye al aumento de entropía global. 6.3. Reacciones enzimáticas Las enzimas son catalizadores biológicos que aceleran reacciones químicas al reducir la energía de activación. 1. Energía libre y reacciones espontáneas: o Las reacciones espontáneas liberan energía libre (exergónicas), mientras que las no espontáneas requieren energía (endergónicas). 2. Catabolismo y anabolismo: o Catabolismo: Degradación de moléculas grandes en pequeñas (ejemplo: glucosa → CO₂ y H₂O). o Anabolismo: Construcción de moléculas complejas a partir de simples (ejemplo: síntesis de proteínas). 3. Energía de activación: o Energía mínima requerida para iniciar una reacción. o Las enzimas reducen esta energía, permitiendo que las reacciones ocurran más rápido. 4. Factores que influyen en la actividad enzimática: o Temperatura: Aumenta hasta un límite, luego las enzimas se desnaturalizan. o pH: Cada enzima tiene un pH óptimo (ejemplo: pepsina en pH ácido). o Concentración de sustrato: Incrementa la actividad hasta que la enzima se satura. o Inhibidores: ▪ Competitivos: Compiten con el sustrato por el sitio activo. ▪ No competitivos: Se unen a otro sitio de la enzima, alterando su forma. 7. Respiración celular La respiración celular es el proceso mediante el cual las células convierten la energía química almacenada en moléculas de alimentos en ATP, la principal fuente de energía utilizable para las actividades celulares. 7.1. Respiración aeróbica Este proceso ocurre en presencia de oxígeno y consta de tres etapas principales: glucólisis, ciclo de Krebs, y fosforilación oxidativa. Su ecuación global es:  1. C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+ATP 2. Glucólisis (en el citoplasma/citosol): o Degradación de una molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato. o Genera: ▪ 2 ATP (netos). ▪ 2 NADH, que transportan electrones. 3. Ciclo de Krebs (en la matriz mitocondrial): o Los productos de la glucólisis (convertidos en acetil-CoA) se oxidan, liberando dióxido de carbono. o Por cada molécula de glucosa (2 ciclos): ▪ 6 NADH y 2 FADH₂. ▪ 2 ATP. 4. Fosforilación oxidativa (en la membrana interna de la mitocondria): o Los electrones transportados por NADH y FADH₂ atraviesan la cadena de transporte de electrones, liberando energía. o Esta energía impulsa la producción de ATP mediante la ATP sintasa. o Genera la mayor cantidad de ATP (aproximadamente 34 por molécula de glucosa). Importancia de la cadena en la transferencia de energía: El gradiente de protones generado en la cadena impulsa la síntesis de ATP. El oxígeno actúa como aceptor final de electrones, formando agua. Acción de los venenos: Algunas sustancias (como el cianuro o el monóxido de carbono) bloquean la cadena de transporte, interrumpiendo la producción de ATP y causando daño celular. 7.2. Respiración anaeróbica Cuando no hay oxígeno disponible, las células realizan respiración anaeróbica o fermentación para obtener energía. 1. Fermentación: o Se lleva a cabo en el citoplasma y genera menos energía (solo 2 ATP por glucosa). o Tipos principales: ▪ Fermentación láctica:  ▪ Ocurre en animales y bacterias (ejemplo: músculo durante el ejercicio intenso). ▪ Glucosa → Ácido láctico + ATP. ▪ Fermentación alcohólica: ▪ Ocurre en levaduras y algunos microorganismos. ▪ Glucosa → Etanol + CO₂ + ATP. 8. Fotosíntesis La fotosíntesis es el proceso mediante el cual los organismos autótrofos, como las plantas, las algas y algunas bacterias, convierten la energía luminosa en energía química almacenada en moléculas orgánicas como la glucosa. Su ecuación: 6CO2+6H2O+luz→C6H12O6+6O2 8.1. Naturaleza de la luz y pigmentos 1. Luz: o Forma de energía conocida como radiación electromagnética. o Viaja en ondas de diferentes longitudes. Las longitudes visibles por el ojo humano van de 380 a 750 nm. 2. Pigmentos: o Moléculas que absorben luz a ciertas longitudes de onda. o Los principales pigmentos fotosintéticos son: ▪ Clorofila a: Participa directamente en las reacciones lumínicas. ▪ Clorofila b y carotenoides: Pigmentos accesorios que capturan luz y la transfieren a la clorofila a. 8.2. Reacciones lumínicas y Fotosistemas Las reacciones lumínicas ocurren en las membranas de los tilacoides del cloroplasto y dependen directamente de la luz. 1. Fotosistemas: o Complejos de proteínas y pigmentos que capturan luz y transfieren energía. o Dos tipos principales:  ▪ Fotosistema II (PSII): Funciona primero. Su clorofila principal absorbe luz a 680 nm (P680). ▪ Fotosistema I (PSI): Absorbe luz a 700 nm (P700). 2. Eventos principales: o Fotólisis del agua: ▪ La luz rompe moléculas de agua en PSII, liberando electrones, protones y oxígeno (como subproducto). o Transporte de electrones: ▪ Los electrones excitados por la luz son transferidos por una cadena de transporte, generando un gradiente de protones. o Producción de ATP: ▪ Los protones regresan al estroma a través de la ATP sintasa, formando ATP (fotofosforilación). o Producción de NADPH: ▪ En PSI, los electrones excitados se usan para reducir NADP⁺ a NADPH. 8.3. Reacciones independientes de luz Ocurren en el estroma del cloroplasto y utilizan ATP y NADPH para fijar carbono y sintetizar glucosa. 1. Ciclo de Calvin-Benson: o Serie de reacciones que convierten dióxido de carbono en carbohidratos. o Principales etapas: 1. Fijación del carbono: ▪ La enzima Rubisco une CO₂ a una molécula de 5 carbonos (ribulosa- 1,5-bisfosfato, RuBP). 2. Reducción: ▪ El compuesto generado es reducido por ATP y NADPH para formar gliceraldehído-3-fosfato (G3P). 3. Regeneración: ▪ Parte del G3P se utiliza para regenerar RuBP, permitiendo que el ciclo continúe. 2. Importancia del ciclo: o Por cada 3 moléculas de CO₂ fijadas, se forma una molécula de G3P, que se utiliza para sintetizar glucosa y otros compuestos. 9. ADN: La molécula de la vida El ADN (ácido desoxirribonucleico) es el material genético responsable de almacenar, transmitir y expresar la información necesaria para el funcionamiento y desarrollo de los organismos vivos. 9.1. ADN como transmisor de la información genética 1. Experimento de Frederick Griffith (1928): o Estudió dos cepas de la bacteria Streptococcus pneumoniae: ▪ Cepa S (virulenta, con cápsula). ▪ Cepa R (no virulenta, sin cápsula). o Descubrió el fenómeno de transformación: el material de la cepa S muerta transformó a la cepa R en una forma virulenta. 2. Experimento Hershey y Chase (1952): o Utilizaron bacteriófagos marcados con isótopos radioactivos: ▪ Azufre (³⁵S) para marcar proteínas. ▪ Fósforo (³²P) para marcar ADN. o Concluyeron que el ADN, no las proteínas, es el material genético transmitido a la célula hospedadora. 3. Regla de Chargaff (1950): o Descubrió que en el ADN: ▪ La cantidad de adenina (A) es igual a la de timina (T). ▪ La cantidad de citosina (C) es igual a la de guanina (G). 9.2. Modelo de la doble hélice El modelo fue propuesto por James Watson y Francis Crick en 1953, basado en imágenes de difracción de rayos X obtenidas por Rosalind Franklin. 1. Estructura: o El ADN tiene una estructura de doble hélice formada por: ▪ Dos cadenas de nucleótidos complementarias y antiparalelas. ▪ Cada nucleótido está compuesto por: ▪ Un azúcar (desoxirribosa).  ▪ Un grupo fosfato. ▪ Una base nitrogenada (A, T, C o G). 2. Unión entre bases: o Adenina (A) se une a timina (T) mediante dos puentes de hidrógeno. o Guanina (G) se une a citosina (C) mediante tres puentes de hidrógeno. 9.3. Replicación del ADN La replicación es el proceso por el cual se duplica el ADN para asegurar que cada célula hija reciba una copia exacta durante la división celular. 1. Semiconservativa: o Cada molécula hija conserva una cadena original y sintetiza una nueva. 2. Etapas principales: 1. Iniciación: ▪ La enzima helicasa separa las dos cadenas rompiendo los puentes de hidrógeno, formando una horquilla de replicación. 2. Elongación: ▪ Primasa sintetiza un cebador de ARN para iniciar la síntesis. ▪ ADN polimerasa añade nucleótidos complementarios a la cadena molde. ▪ La síntesis ocurre en dirección 5' → 3'. ▪ Se forma una cadena líder (continua) y una rezagada (fragmentos de Okazaki). 3. Terminación: ▪ La ligasa une los fragmentos de Okazaki para completar la cadena rezagada. 3. Precisión y corrección: o Las ADN polimerasas tienen mecanismos de corrección de errores que minimizan las mutaciones. 10. Expresión genética La expresión genética es el proceso mediante el cual la información contenida en el ADN se traduce en productos funcionales, generalmente proteínas, que desempeñan funciones en las células. 10.1. Dogma central de la biología El dogma central describe el flujo de la información genética dentro de la célula, que sigue estos pasos: 1. Replicación del ADN: El ADN se copia para que la célula tenga una copia exacta de su información genética.  2. Transcripción: El ADN se transcribe a ARN mensajero (ARNm), que lleva la información genética desde el núcleo hasta los ribosomas. 3. Traducción: El ARNm es traducido a una secuencia de aminoácidos para formar una proteína en los ribosomas. Secuencia del dogma central: ADN→ARNm→Proteína 10.2. Transcripción La transcripción es el proceso en el que se copia una sección del ADN en una molécula de ARN mensajero (ARNm). Ocurre en el núcleo de las células eucariotas y en el citoplasma de las procariotas. 1. Inicio: o La enzima ARN polimerasa se une a una región específica del ADN llamada promotor. o La ARN polimerasa separa las cadenas de ADN y comienza a sintetizar una cadena complementaria de ARN, reemplazando la timina (T) por uracilo (U). 2. Elongación: o La ARN polimerasa avanza a lo largo de la cadena de ADN, añadiendo nucleótidos complementarios para formar el ARN mensajero. 3. Terminación: o Cuando la ARN polimerasa llega a una secuencia de terminación en el ADN, el proceso de transcripción se detiene, y el ARNm recién formado es liberado. 4. Modificación post-transcripcional (solo en eucariotas): o Capping: Se añade una "capa" de guanina en el extremo 5' del ARNm. o Cola de poli-A: Se añade una secuencia de adeninas al extremo 3' del ARNm. o Splicing: Se eliminan los intrones (secuencias no codificantes) y se unen los exones (secuencias codificantes) para formar un ARNm maduro. 10.3. ARN mensajero (ARNm) El ARN mensajero es la molécula que lleva la información genética desde el ADN en el núcleo (en eucariotas) o en el citoplasma (en procariotas) hasta los ribosomas, donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas. Codones: El ARNm se lee en grupos de tres bases nitrogenadas, llamados codones, cada uno de los cuales codifica un aminoácido específico. 10.4. Traducción La traducción es el proceso mediante el cual el ARNm es leído por los ribosomas y se convierte en una cadena polipeptídica, que luego se pliega para formar una proteína funcional. 1. Ribosomas: o Los ribosomas están compuestos por ARN ribosómico (ARNr) y proteínas. Se encargan de leer el ARNm y enlazar los aminoácidos en el orden correcto. 2. ARN de transferencia (ARNt): o El ARNt transporta los aminoácidos al ribosoma y los coloca en la cadena polipeptídica de acuerdo con el código del ARNm. o Cada ARNt tiene un anticodón que es complementario a un codón del ARNm. 3. Etapas de la traducción: o Inicio: El ribosoma se une al ARNm en una secuencia llamada codón de inicio (generalmente AUG), que codifica para el aminoácido metionina. o Elongación: Los ARNt se unen a los codones del ARNm y aportan los aminoácidos correspondientes, que se enlazan por enlaces peptídicos. o Terminación: La síntesis de la proteína termina cuando el ribosoma encuentra un codón de terminación (como UAA, UAG o UGA), liberando la cadena polipeptídica. 4. Código genético: o El código genético es universal y está compuesto por 64 codones posibles, pero solo 20 aminoácidos. Esto significa que varios codones pueden codificar para el mismo aminoácido (redundancia). 5. Síntesis de proteínas: o La cadena de aminoácidos formada se pliega en una estructura tridimensional específica para formar una proteína funcional. 11. Ciclo celular El ciclo celular es el proceso mediante el cual una célula se divide para formar dos células hijas. Este proceso es fundamental para el crecimiento, desarrollo, reparación y reproducción de los organismos multicelulares. El ciclo celular consta de una serie de etapas reguladas cuidadosamente para asegurar que la célula se divida correctamente. 11.1. Fases del ciclo celular El ciclo celular está dividido en dos grandes fases: interfase y mitosis. 1. Interfase: o Es la fase más larga del ciclo celular, durante la cual la célula crece y se prepara para la división celular.  o Subdivisiones: ▪ G1 (fase de crecimiento 1): ▪ La célula crece, produce proteínas y ribosomas, y realiza su función normal. ▪ Es la fase donde la célula decide si se va a dividir o no. ▪ S (fase de síntesis): ▪ El ADN se replica para que la célula tenga dos copias exactas de su material genético. ▪ G2 (fase de crecimiento 2): ▪ La célula continúa creciendo y se prepara para la mitosis. ▪ Se produce la síntesis de proteínas necesarias para la división celular. 2. Mitosis: o Es la fase de división celular, donde una célula madre se divide para formar dos células hijas genéticamente idénticas. o Subdivisiones de la mitosis: ▪ Profase: El ADN se condensa en cromosomas visibles. La envoltura nuclear comienza a desintegrarse y los husos mitóticos comienzan a formarse. ▪ Metafase: Los cromosomas se alinean en el centro de la célula (placa metafásica). ▪ Anafase: Los cromosomas hermanados se separan y se mueven hacia los polos opuestos de la célula. ▪ Telofase: Se forman nuevas envolturas nucleares alrededor de los cromosomas en cada polo. El ADN comienza a descondensarse. 3. Citoquinesis: o Es el proceso final donde el citoplasma se divide, resultando en dos células hijas. o En células animales, la citoquinesis ocurre mediante una constricción en el centro de la célula (formación de un surco de división). En células vegetales, se forma una placa celular. 11.2. Control del ciclo celular El ciclo celular está regulado por una serie de puntos de control que aseguran que las células no avancen a la siguiente fase si no están listas. Los principales puntos de control son: 1. Punto de control G1:  o Este punto determina si la célula se divide o entra en G0, una fase de reposo en la que no se dividen. o Si las condiciones no son favorables (por ejemplo, falta de nutrientes), la célula no continuará con el ciclo. 2. Punto de control G2: o Asegura que la replicación del ADN se haya completado correctamente antes de entrar en mitosis. 3. Punto de control M: o Verifica que los cromosomas estén correctamente alineados en la placa metafásica antes de que la célula pase a la anafase. Estos puntos de control son regulados por proteínas ciclinas y cinasas dependientes de ciclinas (CDK), que activan o desactivan otras proteínas clave en el ciclo celular. 11.3. Reproducción asexual La reproducción asexual es el proceso mediante el cual una célula madre se divide para formar células hijas genéticamente idénticas a ella. La mitosis es un ejemplo de reproducción asexual. 1. Ventajas: o Rápido y eficiente. o No requiere pareja, por lo que puede ocurrir en cualquier momento y lugar. 2. Desventajas: o Poca variabilidad genética, lo que hace a las poblaciones más vulnerables a cambios en el ambiente. 12. Meiosis y reproducción sexual La meiosis es un tipo de división celular que reduce a la mitad el número de cromosomas en las células hijas, y es fundamental para la reproducción sexual. A través de la meiosis se forman los gametos (espermatozoides y óvulos en los animales, y polen y óvulos en las plantas), que se fusionan durante la fertilización para formar un nuevo individuo. 12.1. Organismos multicelulares 1. Los organismos multicelulares se reproducen sexualmente mediante la formación de gametos. 2. Los gametos son células haploides, es decir, tienen la mitad del número de cromosomas que las células somáticas (diploides). En los seres humanos, las células somáticas tienen 46 cromosomas (23 pares), mientras que los gametos tienen 23 cromosomas en total. 12.1.1. Haploidía y diploidía Haploide (n): Células que contienen la mitad del número de cromosomas. Ejemplo: gametos (espermatozoides y óvulos). Diploide (2n): Células que contienen dos juegos completos de cromosomas. Ejemplo: células somáticas (todas las células no sexuales). Durante la fertilización, dos gametos haploides (uno masculino y uno femenino) se combinan para formar una célula diploide llamada cigoto. 12.2. Cariotipo humano El cariotipo es el conjunto de cromosomas de un organismo. En los seres humanos, el cariotipo consta de 46 cromosomas, organizados en 23 pares: 22 pares de autosomas (cromosomas no sexuales). 1 par de cromosomas sexuales (XX en las mujeres, XY en los hombres). Cada cromosoma en un par es homologado, es decir, proviene de un padre y de una madre. 12.2.1. Cromosomas homólogos y cromátidas hermanas 1. Cromosomas homólogos: o Son los cromosomas de un par (uno de cada progenitor). Tienen la misma estructura y los mismos genes, aunque pueden tener diferentes alelos para esos genes. 2. Cromátidas hermanas: o Son las dos copias idénticas de un cromosoma que se generan durante la replicación del ADN en la interfase. Están unidas por el centrómero. 12.2.2. Cromosomas del sexo, autosomas y determinación del sexo 1. Autosomas: Son los 22 pares de cromosomas no sexuales. Tienen la misma forma en ambos sexos. 2. Cromosomas sexuales: Determinan el sexo de un individuo. En los humanos, las mujeres tienen dos cromosomas sexuales X (XX) y los hombres tienen un cromosoma X y uno Y (XY). El cromosoma Y es el que determina el sexo masculino, llevando el gen SRY, que desencadena la formación de testículos. 12.3. Meiosis y formación de gametos La meiosis es un proceso de división celular especializado que produce gametos haploides. Tiene dos divisiones consecutivas: meiosis I y meiosis II. 1. Meiosis I: o Es la división reductora, en la que el número de cromosomas se reduce a la mitad. Fases de la meiosis I: o Profase I: Los cromosomas homólogos se emparejan y se alinean, y puede ocurrir el entrecruzamiento (crossing over), donde se intercambia material genético entre cromosomas homólogos. o Metafase I: Los cromosomas homólogos se alinean en el centro de la célula. o Anafase I: Los cromosomas homólogos se separan y se mueven hacia polos opuestos. o Telofase I: Se forman dos núcleos haploides y la célula se divide en dos. 2. Meiosis II: o Es similar a la mitosis, pero no hay duplicación del ADN antes de la división. Fases de la meiosis II: o Profase II: Los cromosomas se condensan de nuevo y se forma el huso mitótico. o Metafase II: Los cromosomas se alinean en el centro de la célula. o Anafase II: Las cromátidas hermanas se separan. o Telofase II: Se forman los núcleos y se divide la célula, dando lugar a un total de cuatro células haploides. 12.4. Mecanismos de variación genética Durante la meiosis, varios mecanismos generan variabilidad genética: 1. Entrecruzamiento (crossing over): o Ocurre en la profase I de la meiosis, cuando los cromosomas homólogos intercambian segmentos de ADN. Esto crea combinaciones nuevas de alelos. 2. Separación aleatoria de cromosomas: o En la anafase I, la separación de los cromosomas homólogos es aleatoria, lo que genera diferentes combinaciones genéticas. 3. Fusión de gametos: o La unión de gametos de dos individuos distintos (como el espermatozoide y el óvulo) también contribuye a la variabilidad genética. 13. Patrones de herencia y cromosomas La herencia es el proceso mediante el cual los rasgos y características genéticas son transmitidos de una generación a otra. Esto ocurre a través de los cromosomas, estructuras que contienen el material genético (ADN). Gregor Mendel fue el pionero en el estudio de los patrones de herencia y estableció principios fundamentales que explican cómo se heredan los caracteres. 13.1. Experimentos de Mendel Gregor Mendel, utilizando guisantes de jardín, descubrió las leyes básicas de la herencia genética. Su trabajo se basa en experimentos de cruces entre plantas con diferentes características, como el color y la forma de las semillas. 1. Primera Ley de Mendel (Ley de la segregación): o Esta ley establece que los alelos de un gen se separan durante la formación de los gametos. Cada gameto recibe solo un alelo de cada par. o Ejemplo: Si una planta tiene dos alelos para el color de las semillas (Pp, donde "P" es dominante para el color púrpura y "p" es recesivo para el color blanco), los gametos pueden llevar un alelo "P" o "p". 2. Segunda Ley de Mendel (Ley de la distribución independiente): o Los alelos de diferentes genes se distribuyen de manera independiente unos de otros durante la formación de gametos. o Ejemplo: Un gen para el color de la semilla (P/p) y otro para la forma de la semilla (R/r) se segregan de manera independiente. Esto genera combinaciones genéticas al azar en los gametos. 13.2. Primera ley de Mendel: Alelos, dominancia y recesividad 1. Alelos: Son las diferentes versiones de un mismo gen. Un individuo tiene dos alelos para cada gen, uno de cada progenitor. 2. Dominancia: o Dominante: Un alelo es dominante si su efecto se expresa en el fenotipo cuando está presente. El alelo dominante se denota con una letra mayúscula (por ejemplo, "P" para color púrpura). o Recesivo: Un alelo recesivo solo se expresa cuando está presente en ambos cromosomas homólogos. Se denota con una letra minúscula (por ejemplo, "p" para color blanco). En el caso de la planta de guisante con alelos Pp, el color púrpura (P) es dominante, y solo una planta homocigota recesiva (pp) tendrá semillas blancas. 13.3. Segunda ley de Mendel: Cruce mono-híbrido Un cruce mono-híbrido involucra el cruce entre dos individuos que difieren en un solo rasgo (por ejemplo, el color de la semilla). Los resultados de un cruce mono-híbrido entre dos heterocigotos (Pp x Pp) muestran la relación de 3:1 en la descendencia: Fenotipos: 3 plantas con semillas púrpuras, 1 planta con semillas blancas. Genotipos: 1 PP (homocigoto dominante), 2 Pp (heterocigotos), 1 pp (homocigoto recesivo). 13.4. Codominancia, dominancia incompleta y herencia poligénica 1. Codominancia: o Ocurre cuando ambos alelos de un gen se expresan completamente en el fenotipo, sin que uno sea dominante sobre el otro. Ejemplo: En algunas razas de ganado, el color de los cuernos puede ser rojo y blanco en un patrón de codominancia (genotipo RW, donde tanto el alelo rojo como el blanco se expresan). 2. Dominancia incompleta: o Es cuando el fenotipo del heterocigoto es intermedio entre los dos homocigotos. Ejemplo: En flores de color rojo (RR) y blancas (rr), el cruce de plantas rojas y blancas puede producir flores rosadas (Rr). 3. Herencia poligénica: o Implica la interacción de varios genes que influyen en un solo rasgo. Esto da lugar a una variedad continua de fenótipos. Ejemplo: El color de la piel en los humanos, donde múltiples genes influyen en la intensidad del pigmento. 13.5. Bases cromosómicas de la herencia mendeliana Los genes que determinan los rasgos mendelianos se localizan en los cromosomas. La herencia mendeliana explica cómo los alelos se transmiten de generación en generación siguiendo las leyes de segregación y distribución independiente. Genes ligados al sexo: Algunos genes están ubicados en los cromosomas sexuales. En los humanos, los cromosomas sexuales determinan el sexo y son responsables de algunas características relacionadas con el sexo. 13.6. Herencia ligada al sexo 1. Herencia ligada al cromosoma X: o En los seres humanos, muchos genes están localizados en el cromosoma X. Dado que las mujeres tienen dos cromosomas X (XX) y los hombres solo uno (XY), las mujeres son portadoras de ciertos trastornos ligados al sexo, mientras que los hombres son más susceptibles a estos trastornos porque solo tienen un cromosoma X. 2. Ejemplos de enfermedades recesivas ligadas al sexo:  o Hemofilia: Un trastorno de la coagulación sanguínea. o Daltonismo: Una forma de ceguera al color. 14. El origen de la vida en la Tierra El origen de la vida en la Tierra ha sido un tema de intenso estudio y especulación científica. Si bien no se puede determinar con certeza cómo comenzó la vida, existen varias teorías que intentan explicar este fenómeno, basadas en la evidencia de condiciones primitivas en la Tierra y experimentos que simulan estas condiciones. 14.1. Condiciones terrestres que hicieron posible la vida Hace unos 4,5 mil millones de años, la Tierra tenía condiciones extremas y una atmósfera sin oxígeno. Se cree que estas condiciones favorecieron la formación de las primeras moléculas biológicas que, con el tiempo, evolucionaron hacia la vida tal como la conocemos. 1. Síntesis abiótica: o La teoría más conocida es la teoría abiogénica, que propone que la vida se originó a partir de compuestos químicos simples, en un proceso llamado síntesis abiótica. En 1953, Stanley Miller y Harold Urey demostraron experimentalmente que, al simular las condiciones de la Tierra primitiva (con agua, metano, amoníaco y hidrógeno, y usando descargas eléctricas para simular rayos), se podían formar aminoácidos, los bloques básicos de las proteínas. 2. Formación de macromoléculas: o A partir de estos compuestos simples, las moléculas complejas como los ácidos nucleicos (ARN y ADN), proteínas, carbohidratos y lípidos podrían haberse formado. Estas moléculas complejas son necesarias para la estructura y funcionamiento de las células. 3. Origen del material genético: o Una de las teorías más interesantes es la hipótesis del mundo de ARN. Propone que el ARN, en lugar del ADN, fue la primera molécula capaz de almacenar información genética y catalizar reacciones químicas. El ARN puede actuar tanto como material genético como catalizador, lo que sugiere que pudo haber sido una etapa temprana en el origen de la vida. 14.2. Eventos clave en la historia de la vida La evolución de la vida fue un proceso largo y gradual, que incluyó varias etapas clave que transformaron la Tierra de un planeta inhóspito en uno lleno de vida diversa. 1. Estromatolitos: evidencia de primeros organismos procariotas:  o Los estromatolitos son estructuras formadas por capas de sedimentos y microorganismos fotosintéticos, como las cianobacterias. Se encuentran en rocas que datan de hace más de 3.5 mil millones de años, lo que sugiere que los primeros organismos vivos eran procariotas (células sin núcleo definido). Estos organismos ya eran capaces de realizar fotosíntesis, liberando oxígeno en la atmósfera. 2. La aparición de las células eucariotas: o Después de miles de millones de años, surgieron las células eucariotas, que son más complejas y tienen un núcleo definido y organelos como las mitocondrias y los cloroplastos. Se cree que estas células eucariotas se originaron mediante un proceso llamado endosimbiosis, donde una célula procariota fue absorbida por otra y, en lugar de ser digerida, establecieron una relación simbiótica. 3. La explosión cámbrica: o Hace unos 540 millones de años, se produjo un evento conocido como la explosión cámbrica, durante el cual apareció una gran diversidad de formas de vida en un corto período de tiempo geológico. Esto marcó el inicio de la evolución de los grupos de animales más complejos, incluyendo los primeros vertebrados. Resumen de los principales puntos: Condiciones de la Tierra primitiva favorecieron la formación de moléculas orgánicas simples a través de procesos abióticos. El ARN, en la hipótesis del "mundo de ARN", pudo haber sido la primera molécula de información genética. Los estromatolitos nos dan evidencia de los primeros organismos procariotas, que realizaron fotosíntesis y liberaron oxígeno. La evolución de las células eucariotas fue un paso crucial, y la explosión cámbrica permitió la rápida diversificación de la vida. 15. Evolución biológica La evolución biológica es el proceso mediante el cual las especies de organismos cambian a lo largo del tiempo debido a la variabilidad genética, la selección natural, y otros factores evolutivos. Este proceso explica la diversidad de la vida en la Tierra, así como la adaptación de los organismos a su ambiente. 15.1. Origen de las especies La teoría del origen de las especies fue formulada por Charles Darwin en su obra El origen de las especies (1859), donde propuso que todas las especies de seres vivos descienden de un ancestro común y que las diferencias entre ellas surgieron a lo largo de miles de generaciones debido a la selección natural. 1. Selección natural:  o Este proceso es la principal fuerza impulsora de la evolución. Consiste en que los individuos con características más favorables para su entorno tienen más probabilidades de sobrevivir y reproducirse, transmitiendo esas características a su descendencia. Ejemplo: En un ambiente donde el color del suelo es oscuro, las especies de insectos con coloración oscura serán menos visibles para los depredadores, lo que les dará una ventaja para sobrevivir y reproducirse. 2. Adaptación: o A medida que los organismos se adaptan a su entorno, pueden desarrollar nuevas características físicas, comportamentales o fisiológicas que les ayuden a sobrevivir mejor en ese entorno específico. Con el tiempo, estas adaptaciones se acumulan y pueden resultar en la formación de nuevas especies. 15.2. Hipótesis de Jean-Baptiste Lamarck Antes de Darwin, el biólogo francés Jean-Baptiste Lamarck propuso una teoría de la evolución en la que afirmaba que los organismos cambian durante su vida en respuesta a sus necesidades y que estos cambios son heredables. Su teoría, conocida como lamarckismo, sostiene dos principios clave: 1. Uso y desuso: Los órganos que se utilizan frecuentemente se desarrollan, mientras que los que no se utilizan tienden a atrofiarse. 2. Herencia de los caracteres adquiridos: Los cambios que ocurren en un organismo durante su vida debido al uso o desuso de partes de su cuerpo se transmiten a su descendencia. Aunque la teoría de Lamarck fue refutada por la genética moderna, su enfoque en los cambios a lo largo del tiempo fue crucial para el desarrollo de la teoría evolutiva. 15.3. Darwin y la teoría del "Origen de las especies por medio de la selección natural" La teoría de Darwin fue revolucionaria porque mostró que la evolución ocurre por un proceso de selección natural, donde las especies se adaptan a su ambiente a través de la supervivencia de los más aptos. 1. Selección natural y el concepto de "descendencia con modificación": o Darwin propuso que todos los organismos descienden de un antepasado común y que las diferencias entre las especies surgen a través de pequeñas modificaciones acumuladas durante muchas generaciones. 2. El concepto de "supervivencia del más apto": o Esta idea implica que aquellos individuos con características que les dan una ventaja en su entorno tienen más probabilidades de sobrevivir y reproducirse, transmitiendo esas características a su descendencia. 3. Diversidad y unidad de la vida:  o La teoría de Darwin también explica tanto la unidad como la diversidad de la vida. Todas las especies están relacionadas a través de un ancestro común, pero con el tiempo han desarrollado una amplia diversidad de formas debido a la selección natural y la adaptación a diferentes nichos ecológicos. 15.3.1. Evidencias que apoyan la teoría de Darwin: 1. Evidencias del registro fósil: o Los fósiles proporcionan pruebas de que los organismos han cambiado a lo largo del tiempo. Se pueden observar transiciones entre formas de vida antiguas y modernas, mostrando cómo ciertas especies han evolucionado. Ejemplo: El fósil de Archaeopteryx, que tiene características tanto de dinosaurios como de aves, proporciona evidencia de la transición de los reptiles a las aves. 2. Evidencias anatómicas: o Las similitudes en la estructura de los órganos de diferentes especies sugieren que comparten un ancestro común. Los órganos homólogos, como los huesos de las extremidades de los mamíferos, son estructuras similares que tienen diferentes funciones pero provienen de un ancestro común. Ejemplo: Las patas de un caballo, las aletas de una ballena y los brazos de un ser humano tienen una estructura ósea similar, lo que sugiere un origen común. 3. Evidencias fisiológicas: o Las similitudes en los procesos fisiológicos de diferentes especies, como la forma en que metabolizan la energía o se reproducen, también proporcionan evidencia de un ancestro común. 4. Evidencias embriológicas: o Durante las primeras etapas del desarrollo embrionario, muchas especies muestran características similares. Por ejemplo, los embriones de vertebrados como peces, aves, reptiles y mamíferos tienen estructuras similares, lo que sugiere que estos grupos tienen un origen común. 5. Evidencias de biología molecular: o El análisis del ADN y de las proteínas ha revelado que todos los organismos comparten ciertas secuencias genéticas, lo que indica un ancestro común. Las similitudes en los genomas de diferentes especies permiten trazar relaciones evolutivas. Resumen de los principales puntos: Teoría de la selección natural de Darwin: Los organismos cambian a lo largo del tiempo por selección natural, favoreciendo a los más aptos para su entorno.  Adaptación: Los organismos desarrollan características que les ayudan a sobrevivir en su entorno. Evidencias de la evolución: Los fósiles, la anatomía, la fisiología, la embriología y la biología molecular proporcionan pruebas de la evolución y de un ancestro común para las especies. 16. Introducción: La diversidad de la vida La diversidad biológica es la variedad de vida en la Tierra, que abarca desde los microorganismos más simples hasta los complejos organismos multicelulares. Esta diversidad es el resultado de millones de años de evolución y está organizada en diferentes niveles, desde el ecosistema hasta las especies individuales. 16.1. Evolución y diversidad de la vida La evolución es el proceso que genera la diversidad biológica. A medida que las especies se adaptan a diferentes ambientes, surgen nuevas especies, lo que contribuye a la rica variedad de formas de vida que existen hoy. La evolución no solo genera nuevas especies, sino que también explica las similitudes y diferencias entre los organismos, proporcionando un marco para entender las relaciones evolutivas. Especiación: Es el proceso por el cual una población de una especie se divide en dos o más especies diferentes debido a factores como la aislación geográfica, comportamental o ecológica. Este aislamiento impide que los individuos de diferentes grupos se reproduzcan entre sí, lo que lleva a la acumulación de diferencias genéticas y, eventualmente, a la formación de nuevas especies. 16.2. Especiación, gradualismo, equilibrio puntual La especiación es un proceso complejo que puede ocurrir de diferentes maneras, y hay dos modelos principales que explican cómo ocurre este proceso: 1. Gradualismo: o Este modelo sostiene que la evolución ocurre lentamente a lo largo del tiempo a través de pequeñas y continuas variaciones. Según esta teoría, las especies cambian gradualmente debido a la acumulación de pequeñas mutaciones genéticas que tienen un efecto acumulativo. 2. Equilibrio puntual: o Propuesto por Niles Eldredge y Stephen Jay Gould, este modelo sugiere que la evolución ocurre en períodos de cambios rápidos seguidos de largos períodos de estabilidad (equilibrio). En estos períodos de equilibrio, las especies no experimentan grandes cambios, pero durante los episodios de cambio rápido (por ejemplo, tras una extinción masiva), pueden surgir nuevas especies en un corto período de tiempo. 16.3. Deriva genética: Efecto cuello de botella y efecto fundador La deriva genética es un proceso aleatorio en el que las frecuencias genéticas en una población cambian debido al azar, más que por selección natural. Este fenómeno es más pronunciado en poblaciones pequeñas. 1. Efecto cuello de botella: o Ocurre cuando una población se reduce drásticamente en tamaño, ya sea por un desastre natural o por otro evento catastrófico. Como resultado, la diversidad genética de la población se ve seriamente reducida, y solo una pequeña parte de la diversidad genética original sobrevive. Las especies que sobreviven en este escenario pueden tener una base genética mucho más limitada. 2. Efecto fundador: o Este efecto ocurre cuando un pequeño grupo de individuos se separa de la población original y forma una nueva población. Dado que solo unos pocos individuos contribuyen con su material genético a la nueva población, la diversidad genética de esta nueva población puede ser muy baja y no representar completamente la diversidad genética de la población original. 16.4. Clasificación taxonómica de los organismos La taxonomía es la ciencia que clasifica y nombra a los organismos. Esta clasificación se basa en las relaciones evolutivas entre los organismos y organiza la vida en jerarquías de categorías que van desde las más amplias (dominio) hasta las más específicas (especie). 1. Nomenclatura binomial y clasificación jerárquica: o El sistema de nomenclatura binomial, propuesto por Carl Linnaeus, da a cada especie un nombre científico compuesto por dos palabras en latín: el género (mayúscula) y la especie (minúscula). o La clasificación jerárquica organiza a los organismos en categorías como: dominio, reino, filo, clase, orden, familia, género, especie. Este sistema permite agrupar organismos según sus características comunes, reflejando sus relaciones evolutivas. 2. Ejemplo de nomenclatura binomial: Homo sapiens (el ser humano). o Homo es el género, y sapiens es la especie. 16.5. Relación entre filogenia y sistemática La filogenia es el estudio de las relaciones evolutivas entre los organismos. Se representa mediante árboles filogenéticos, que muestran las relaciones de parentesco entre las especies a lo largo del tiempo. 1. Árboles filogenéticos:  o Los árboles filogenéticos son diagramas que ilustran la historia evolutiva de las especies. Cada rama representa una especie o grupo de especies, y las bifurcaciones indican los puntos en los que las especies ancestrales se dividieron en especies nuevas. o Estos árboles se construyen utilizando datos como la morfología, la genética y las características biológicas de los organismos. 2. Clasificación de los organismos por sus relaciones evolutivas (sistemática): o La sistemática es la ciencia que estudia la clasificación de los organismos basada en sus relaciones filogenéticas. En lugar de clasificar a los organismos solo por sus características físicas, la sistemática utiliza tanto datos morfológicos como moleculares para construir un árbol filogenético que refleja la historia evolutiva de los organismos. Resumen de los principales puntos: La diversidad de la vida es el resultado de millones de años de evolución y adaptaciones. Especiación puede ocurrir de manera gradual (gradualismo) o en episodios rápidos seguidos de períodos estables (equilibrio puntual). La deriva genética puede alterar la diversidad genética a través del efecto cuello de botella y el efecto fundador. Taxonomía clasifica y nombra a los organismos, con el sistema de nomenclatura binomial y una jerarquía de categorías. Los árboles filogenéticos muestran las relaciones evolutivas entre las especies, y la sistemática estudia esas relaciones para clasificar a los organismos.