CLAVE DE LA VIDA

2009-08-29T18:28:00.000-07:00

Los Virus

La palabra virus, significa veneno y fue la denominación que se les dio a algunas causas de enfermedades desconocidas a fines del siglo 18.

Los virus son organizaciones macromoleculares constituidas fundamentalmente por ácidos nucleicos y proteínas, algunos virus también pueden tener lípidos e hidratos de carbono. El acido nucleico constituye el genoma viral. Las proteínas virales son codificadas por el genoma viral y suelen ser pocas, en cuanto a su naturaleza, pero se encuentran en cantidades apreciables en la partícula viral

Los virus son submicroscópicos, pero de tamaño variable, entre 8 y 225nm.Los más pequeños, son los parvovirus, entre los que se encuentran los que producen gastroenteritis y entre los más grandes se encuentran los virus reponsable de la viruela

Son agentes infecciosos con carácter estrictamente intracelular. Son capaces de reconocer células e infectarlas. Esta propiedad se debe a proteínas receptoras en las células y a proteínas ligando (antirreceptores) en los virus, que permiten la unión del virus a la célula y su posterior penetración.

Como los virus no poseen la capacidad de reproducirse, o de sintetizar sus propios componentes, son parásitos obligados, que al infectar las células vivas aprovechan la maquinaria metabólica celular para realizar esas funciones y de esta manera replicarse.

Los virus pueden infectar bacterias, células animales y vegetales. Las infecciones virales permiten la interacción del material genético viral y celular lo cual puede afectar la expresión génica de las células.

En la naturaleza también existen los denominados: transposones, viroides y priones que comparten algunas características con los virus

Actividades:
A. Identifica en el texto anterior palabras desconocidas y busca su significado

B. Cuando el virus introduce su material genético dentro de una célula, se pueden dar dos tipos de procesos diferentes, a uno le llamamos ciclo lítico al otro ciclo lisogénico.
Explica las diferencias basándote en la figura o teclea aqui para ver una animación.

C. Discute con tu profesor las consecuencias que puede tener las interacciónes del material genético viral y celular en:
-el desarrollo de un organismo
-la variabilidad de las especies
-la evolución.

D Hay quienes los consideran seres vivos. ¿Estás de acuerdo con esta expresión? ¿Qué daracteres de seres vivos se pueden reconocer en ellos?

Fuentes consultadas: http://www.scribd.com/doc/6729783/Estructura-Clasificacion-Virus
www.3bscientific.es
www.biología.edu.ar/animaciones/index.htm

2008-10-06T16:03:00.000-07:00

La ingeniería genética

Con apenas treinta años de existencia, la ingeniería genética ha originado un gran número de aplicaciones, algunas de las cuales han irrumpido en nuestra vida cotidiana. Las herramientas que utiliza no dejan de mejorar en rapidez y en disponibilidad. He aquí una descripción general.

¿Qué es la ingeniaría genética?

Aunque las raíces latinas de las palabras genios e ingenium, respectivamente pueden dar lugar a una confusión entre un espectro que sale de una lámpara y un joven titulado salido de una escuela de ingeniería, no es desde luego a la magia a que se refiere la expresión «ingeniería genética». Así, de la misma forma que la ingeniería civil se ocupa de las técnicas aplicadas por los ingenieros a la construcción de carreteras y puentes, la ingeniería genética, competencia sobre todo de biólogos y médicos, agrupa el conjunto de herramientas y métodos utilizados para conferir nuevas propiedades a las células vivas modificando su material genético. Estas modificaciones se efectúan en este caso por medio de combinaciones entre diferentes moléculas de ADN, lo que le ha valido a la ingeniería genética la denominación de «tecnología del ADN recombinante».

¿En qué contexto apareció? ¿Cuáles son sus herramientas básicas?

Hacia la mitad de los años 60, la excepcional longitud de la molécula de DNA hacía pensar que era prácticamente imposible aislar específicamente un gen determinado. En efecto, ninguna técnica permitía romper la molécula de ADN en fragmentos cortos que pudieran ser usados como se pretendía.

Al comienzo de los años setenta varios descubrimientos de enzimas capaces de actuar directamente sobre el ADN. Las enzimas que actúan de ésta manera son las herramientas moleculares indispensables de la ingeniería genética. En particular, algunas enzimas tienen la propiedad de rteconocer una determinada secuencia del ADN y de cortar la molécula en este lugar preciso; eses enzimas se llaman enzimas de restricción.

¿Cómo se manipulan los genes de los seres vivos?

Consideremos un gen cualquiera, contenido en un fragmento de ADN, que deseamos introducir en una bacteria para que ésta se ponga a fabricar la proteína codificada por este gen. Según el lenguaje propio de la ingeniería genética, ese proceso incluye “Clonar el gen” y “expresar la proteína”. En primer lugar, este fragmento se tiene que asociar al ADN bacteriano para que la bacteria lo use como si se tratase de su propio material genético. Este tipo de elemento es un “vector de clonación.”

Se utiliza como vector un "plásmido", una pequeña molécula de ADN circular que se encuentra naturalmente en las bacterias.
En conjunto, las estrategias que se aplican a los organismos superiores no difieren fundamentalmente de las de los microorganismos; la dificultad del método es evidentemente mucho mayor en el caso de un organismo que puede poseer millones de células. Por lo tanto, cuando se quiere obtener una planta o un animal en los que todas sus células están transformadas (un organismo transgénico), es necesario utilizar células embrionarias, que son las únicas capaces de generar un organismo completo. En cambio, en algunas aplicaciones, por ejemplo en la terapia celular, solamente se pretende la obtención de líneas celulares transgénicas , en ese caso se realiza su cultivo in vitro.

¿En que se usan los productos de la Ingeniería Genética?

Las tecnologías del DNA recombinante tienen aplicaciones tanto en los sectores médico y farmacéutico como en el agroquímico, la industria alimentaria y el medio ambiente. Por ejemplo, la ingeniería genética ya sirve para producir antibióticos e insulina y para fabricar la vacuna contra la hepatitis B. El número de proteínas actualmente fabricadas por ingeniería genética es muy elevado.
La primera construcción genética se realizó en 1972 asociando el DNA de un virus de mono y un fragmento de plásmido bacteriano. El propio Paul Berg, autor de estos trabajos recompensados con el premio Nobel de química en 1980, se preguntó muy pronto por el peligro de tales construcciones: ¿son susceptibles estas técnicas de recombinación de hacer aparecer nuevas bacterias virulentas para el hombre? En 1975 se organizó en Asilomar una conferencia presidida por Paul Berg para establecer unas reglas de seguridad en materia de ingeniería genética. Aunque estas reflexiones estaban restringidas entonces a solamente la comunidad científica, el debate se generalizó después y ahora concierne tanto a los actores económicos y políticos como a los consumidores.

Prof. Alicia Dutra

Fuente: Mundo Científico nº225 Diciembre 2001

2008-09-29T07:47:00.000-07:00

MEIOSIS

La meiosis sólo se realiza en células específicas y tiene por objetivo la producción de gametos o esporas según corresponda.
Los gametos presentan la mitad de la dotación cromosómica de una célula somática.
Así, en un organismo diploide (2n) donde cada cromosoma presenta dos copias (homólogos), los gametos tendrán sólo una copia de cada uno (n). Es decir, se reduce el contenido de material genético a la mitad, de modo de que cuando los gametos se fusionan para formar un cigoto, el número original de cromosomas se restablece.
Antes del inicio de la meiosis ocurre una replicación del material genético.
En la meiosis se identifican las siguientes etapas:
Meiosis I
Profase I: En esta etapa ocurre desintegración de la membrana nuclear, Los cromosomas homólogos se aparean punto por punto, en todo su largo, en un proceso llamado sinapsis. Cada uno está formado por dos cromátidas hermanas, por lo que los cromosomas en sinapsis se denominan tétradas, porque se observan cuatro cromátidas. Se produce entonces entrecruzamiento o crossing-over, un proceso de enorme importancia, mediante el cual los cromosomas homólogos intercambian segmentos de ADN.

Imagen extraída de : http://4.bp.blogspot.com

MetafaseI:Los cromosomas homólogos, aún unidos, son arrastrados hacia el ecuador por las fibras del huso mitótico, formando la placa metafásica.
Anafase I: Los cromosomas homólogos se separan y las cromátidas hermanas permanecen unidas por sus respectivos centrómeros.
Telofase I: Se reorganizan los núcleos y se produce citocinesis. En cada núcleo habrá una sola serie de cromosomas, duplicados, y modificados por el entrecruzamiento.
Luego de esta fase, hay una breve interfase, llamada intercinesis, en la cual no ocurre duplicación del material genético.

Meiosis II
La meiosis II es básicamente una división mitótica, en que las cromátidas de cada cromosoma son arrastradas hacia los polos opuestos de la célula. Por cada célula original que entra en meiosis I se producen cuatro células en la telofase II.

La anafase I separa cromosomas maternos de paternos.
La anafase II separa centrómeros hermanos.

Imágene modificadas de http://www.bbc.co.uk/schools

Consecuencias genéticas de la Meiosis
1. Reducción del número de cromosomas a la mitad: de una célula diploide (ej: 46 cromosomas en el ser humano) se forman células haploides (23 cromosomas). Esta reducción a la mitad es la que permite que el fenómeno siguiente de la fecundación mantenga el número de cromosomas de la especie.
2. Recombinación de información genética heredada del padre y la madre: el apareamiento de los homólogos y consecuente entrecruzamiento permite que se intercambie la información. La consecuencia de este fenómeno es que ningún hijo heredará un cromosoma íntegro de uno de sus abuelos.
3. Segregación al azar de cromosomas maternos y paternos: la separación de los cromosomas paternos y maternos recombinados, durante la anafase I y II, se realiza completamente al azar, por lo que contribuyen al aumento de la diversidad genética.
El número de combinaciones posibles por tanto se calcula 2 a la n donde n es el número de pares de cromosomas homólogos (variaciones con repetición de n elementos en grupos de 2). En el ser humano, que tiene 23 pares de cromosomas homólogos, tiene la posibilidad de recombinación con 2 a la 23 = 8 388 608 combinaciones, sin tener en cuenta las múltiples combinaciones posibilitadas por la recombinación en el crossing-over.

Texto seleccionado y modificado de www. biología.edu.ar

Prof. Verónica Lema

2008-09-25T10:49:00.000-07:00

EL CICLO CELULAR:
La vida de una célula

El ciclo celular es la sucesión de fases de crecimiento y división que ocurren en la vida de una célula. En él se pueden reconocer tres fases: interfase, mitosis y citocinesis.
La división celular, constituida por la mitosis (cariocinesis o división del núcleo) y la citocinesis (división del citoplasma), ocurre después de completarse las tres fases preparatorias de la interfase: fases G1, S y G2.

Imagen obtenida de: www.fisicanet.com.ar
La interfase abarca tres etapas: G1, S y G2.
Durante G1, la célula crece y se duplican sus organelos, para este crecimiento es necesario una activa elaboración de proteínas .

En la etapa S se duplica el DNA .

En G2 comienzan a ensamblarse las estructuras relacionadas con la división celular, los cromosomas se condensan y los centríolos terminan de duplicarse.La célula acumula energia en forma de ATP, necesaria para enfrentar el proceso de mitosis.
El ciclo celular está regulado por estímulos externos e internos. La falta de nutrientes, los cambios de temperatura y de pH, y la presencia de células contiguas pueden detener la división celular, mientras que ciertas hormonas y factores de crecimiento la estimulan.

La división del núcleo y del citoplasma: mitosis y citocinesis
La mitosis es un proceso continuo, en el que se reconocen cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.

Al comienzo de la mitosis, cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanas y se encuentra totalmente condensado. El huso mitótico está armado y las fibras del mismo están unidas a los centrómeros de los cromosomas. Las fibras del huso separan las cromátidas hermanas, que son conducidas a polos opuestos de la célula. Así se asegura la distribución equitativa de la información genética entre las dos células hijas.
La citocinesis divide a la célula madre en dos hijas casi iguales. Cada una de ellas recibe un juego completo de cromosomas y alrededor de la mitad del citoplasma, los organelos y las macromoléculas de la célula madre.

Imagen obtenida de http://web.educastur.princast.es

2008-09-02T11:11:00.000-07:00

MUTACIONES GENÉTICAS Son las alteraciones que suceden en la información genética de los seres vivos.
Las mutaciones se deben a múltiples causas, tales como:
· Errores en la replicación que permitan que se cambien unos nucleótidos por otros o, incluso, que desaparezcan o se intercalen nucleótidos.
· Errores en la meiosis que alteren la estructura física de los cromosomas o su número en los gametos.
· Modificaciones químicas en el DNA debido a la acción de ciertas sustancias químicas, radiaciones UV, rayos X, etc., a los que denominamos AGENTES MUTAGÉNICOS.

Según la cantidad de DNA afectado, se diferencian tres tipos de mutaciones:

· Mutaciones GÉNICAS: Son aquellas que sólo afectan a nucleótidos aislados, bien porque se cambia uno por otro, porque se añade o se pierde un nucleótido. El cambio de un nucleótido por otro puede dar lugar a que la proteína siga siendo funcional y la mutación pase desapercibida, pero si se añade o elimina algún nucleótido, la alteración puede ser tan grande que la proteína no sea funcional, provocando una enfermedad genética o, incluso, la muerte.

Mutaciones CROMOSÓMICAS: Son mutaciones que afectan a la integridad de los cromosomas y, por tanto, a la información que llevan. Suelen deberse a problemas durante el entrecruzamiento llevado a cabo para la recombinación genética. Según cómo se produzca hay varios tipos:
- Delección: Se pierde un fragmento de cromosoma, por lo que se pierde información.
- Duplicación: Se duplica un fragmento de cromosoma. No hay pérdida de información.
- Adición: Se incorpora al cromosoma un grupo de nucleótidos, con lo que tampoco hay
pérdida de información.
- Translocación: Un fragmento de un cromosoma se une a otro cromosoma diferente con
lo que puede darse el caso de tampoco se vea afectada la información.
- Inversión: Se da cuando un fragmento de un cromosoma invierte su sentido, con lo cual
no podrá ser leído en el orden correcto, aunque si en el inverso.

Mutaciones que alteran el número de cromosomas: Suelen ser debidas a problemas durante la meiosis. Cuando se pierden o ganan cromosomas aislados hablamos de ANEUPLOIDÍA: si se pierde un cromosoma se denomina MONOSOMÍA (porque sólo queda uno en el par), si se gana uno se denomina TRISOMÍA (porque hay tres cromosomas en vez de un par), como sucede con la Trisomía del par 21, el "mongolismo" o síndrome de Down. Cuando se aumenta un número genómico entero se le da el nombre de POLIPLOIDÍA: TRIPLOIDÍA, tres juegos, TETRAPLOIDÍA, cuatro juegos, etc. Estas mutaciones suelen ser perjudiciales en los animales, pero en las plantas pueden ser base de especiación a partir de individuos poliploides.

Las mutaciones son la principal fuente de variabilidad genética, la que hace que en un mismo lugar de dos cromosomas homólogos, lo que llamamos un LOCUS, puedan existir dos secuencias de DNA ligeramente diferentes que, a lo mejor al expresarse no dan diferencias fenotípicas, pero puede suceder que sí. A estas dos formas moleculares de un mismo gen resultantes de una mutación les damos el nombre de ALELOS: En un mismo locus (misma región de dos cromosomas homólogos) siempre hay el mismo gen, pero puede haber alelos diferentes. La aparición de cambios en la información puede ser inocua, puede ser letal o puede ser beneficiosa si aporta al individuo alguna característica que antes no poseía y que le hace estar mejor adaptado a su medio. En este caso, este individuo será capaz de dejar más descendientes a la siguiente generación, es decir, se va a producir una selección de sus alelos para que pasen a la siguiente generación, es a lo que llamamos SELECCIÓN NATURAL
La Selección Natural actúa sobre los fenotipos de los individuos, permitiendo que los fenotipos mejor adaptados prosperen y dejen más descendientes (dejen más alelos a la siguiente generación), a la vez que los fenotipos peor adaptados tienden a desaparecer.

Material obtenido en www.recursos.cnice.mec.es/.
Prof. Verónica Lema y Alicia Dutra

2008-08-31T09:07:00.000-07:00

SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Para organizar su estructura y poder funcionar, las células necesitan fundamentalmente de proteínas, además de una copia del material genético. La molécula de ADN es responsable de la síntesis de las proteínas y para realizarla requiere de la colaboración de enzimas y de las moléculas de ARN:
El ARN ribosómico (ARNr) que forma los ribosomas,

el ARN mensajero (ARNm) cuya misión es indicar la secuencia de aminoácidos que tendrá la proteína futura y

el ARN de transferencia (ARNt), que se encarga de transportar hacia los ribosomas los aminoácidos específicos, colocándolos en el lugar indicado por el ARNm.
El proceso se divide en dos etapas:

TRANSCRIPCIÓN (síntesis de ARN)
TRADUCCIÓN (formación de la proteína)

Pero, ¿cómo se efectúa la síntesis de proteínas?

TRANSCRIPCIÓN

El ADN posee la información para la secuencia de aminoácidos de cada proteína. En las células eucariotas, el ADN presente en las células no puede abandonar el núcleo celular. Por lo tanto, debe ser transcripto (copiado) en el ARNm (con bases nitrogenadas complementarias a las que se encuentran en la cadena de ADN).

La enzima responsable de éste proceso es la ARN polimerasa.
Luego el ARN m (mensajero ) recién formado se traslada al citoplasma y se une con el ARNr (que forma el ribosoma) para que su mensaje sea interpretado por el ARNt.

En el ribosoma cada aminoácido se relaciona con tres bases nitrogenadas de la cadena de nucleótidos (tripleta) del ARNm en el orden en que éstas se encuentran.
Tres bases del ARNm forman entonces el codón (triplete) que codificará la información para un aminoácido.

La proteína sólo comienza a ser sintetizada cuando se organiza el ribosoma, e ingresa en él el codón de iniciación AUG.

El ARNt, (asociado a un aminoácido) va descifrando los codones y ubica al aminoácido correspondiente en el lugar indicado para formar determinada proteína. Cada molécula de ARNt posee, para ello el anticodón que consiste en un trozo de la hebra con tres nucleótidos complementarios del codón del ARNm.

Hay muchos tipos de ARNt cada uno con un anticodón diferente y lleva un aminoácido particular. Hay una relación única y universal entre las tripletas de ARN y los aminoácidos para todas las células de todos los seres vivos. Esa relación constituye un código, al que se denomina: CÓDIGO GENÉTICO

Entonces ,cuando se produce un cambio en la tripleta o codón, puede significar un cambio en el aminoácido codificado, se habla entonces de mutación génica; y la mutagénesis es el proceso de inducción de dichas mutaciones.

Este relato se refirió a la síntesis proteica en células eucariotas. ¿Qué diferencia es posible apreciar en este proceso, cuando se trata de células procariotas dada la diferente ubicación del ADN en ellas?

Fuente: Textos: Alexander y col. Biología .Ed Prentice Hall.

Imágenes: www.biología.edu.ar

Prof. Alicia Dutra

2008-06-19T08:30:00.000-07:00

Estructura molecular de la MEMBRANA CELULAR

“LA CELULA ES LA UNIDAD ELEMENTAL DE VIDA ,Y SUS MEMBRANAS SON PROTAGONISTAS EN LOS PROCESOS QUE EN ELLA SE DAN”

Las membranas celulares son estructuras complejas, lípidos, proteínas y oligosacáridos se asocian para formar estas estructuras supramoleculares.
Según el modelo de mosaico fluido propuesto por Singer y Nicolson en 1972, las membranas consisten en una bicapa fluida de fosfolípidos en la cual están incluidas diversas proteínas. Las moléculas de fosfolípidos tienen regiones hidrófobas e hidrófilas dispuestas de manera tal que las cabezas hidrófilas se exponen en la superficies interior y exterior de la membrana, y las cadenas hidrófobas se localizan en el interior de la misma. Las proteínas se deslizan lentamente entre los fosfolípidos que forman una armazón viscosa en constante movimiento.

Imagen obtenida de www.geocities.com

La bicapa de fosfolípidos logra la esencial dicotomía interior-exterior, al ser impermeable para muchas sustancias. Las proteínas transportan en forma específica diversas moléculas, también actúan como enzimas o receptores ofreciendo una comunicación imprescindible para la vida celular.
Las moléculas de colesterol hacen que las membranas sean menos flexibles y permeables e impiden que los ácidos grasos de los fosfolípidos se junten y cristalicen a bajas temperaturas.Los oligosacáridos actúan como receptores específicos de hormonas, virus, inmunoglobulinas, etc.

Transporte a través de la MEMBRANA CELULAR

Las membranas biológicas son membranas semipermeables, significa que permiten el paso de unas sustancias y no de otras.
Que la membrana celular permita o no el paso de una sustancia a través de ella depende del tamaño, carga y composición química de la sustancia en cuestión. La membrana celular es más permeable a las moléculas pequeñas y a las sustancias liposolubles capaces de cruzar el interior hidrófobo de la bicapa. Aunque no son liposolubles las moléculas de agua por ser moléculas muy pequeñas cruzan con rapidez las bicapas lipídicas fluidas. También pueden atravesar con libertad algunos gases como oxígeno y dióxido de carbono, y moléculas de mayor tamaño si son hidrófobas (hidrocarburos) por lo tanto solubles en la bicapa de fosfolípidos.
Entonces algunas moléculas cruzan la bicapa lipídica por difusión simple.
a)La difusión es el movimiento neto de una sustancia a favor de su gradiente de concentración (de una región de concentración alta a otra de concentración baja ).b) Osmosis es un tipo de difusión en que las moléculas de agua cruzan una membrana selectivamente permeable, de una región en donde su concentración efectiva es alta a otra en que es baja.

La célula sin embargo requiere en su interior de iones, y moléculas relativamente grandes e hidrosolubles que no pueden pasar a través de la bicapa lipídica por difusión simple.
¿Cómo soluciona la célula esta necesidad?
Existen en la membrana proteínas transmembrana que actúan como transportadoras de iones y moléculas de mediano tamaño.
Se denomina transporte pasivo al transporte mediado por proteínas que utiliza la energía de un gradiente de concentración y no puede operar contra dicho gradiente.
Se denomina transporte activo cuando la célula dedica energía metabólica (ATP) para desplazar iones o moléculas de un lado a otro de la membrana contra su gradiente de concentración.
Existen también otros mecanismos por medio de los cuales algunas moléculas mas grandes, ciertos productos de secreción celular, así como también las bacterias o virus pueden ingresar o salir de las células. Estos implican la formación de vesículas que se fusionan con la membrana celular.
Se denomina exocitosis al proceso de salida desde la célula bajo este mecanismo.
Se denomina endocitosis al proceso de ingreso a la célula mediante la formación de vesículas.
Si lo que ingresa a la célula mediante la formación de vesículas son partículas se llama fagocitosis,
si son líquidos se llama pinocitosis.

Imagen modificada de Starr-Taggart versión4.0

2008-06-07T16:30:00.000-07:00

TEORÍA MATERIALISTA
EVOLUCION QUIMICA
OPARIN
En 1924 el bioquímico soviético Alexander Oparín, presentó su libro titulado “El origen de la vida”, en ése trabajo sugirió que recién formada la tierra, la atmósfera era muy diferente a la actual. Esta atmósfera primitiva debió contener cantidades importantes de metano (CH4 ), amoniaco (NH3), hidrógeno (H) y vapor de agua (H2O) y carecer de oxigeno libre. Estos compuestos reaccionarían entre sí en presencia de energía formando compuestos orgánicos de alto peso molecular.
Oparín sugirió varias fuentes de energía posibles: la energía eléctrica de los relámpagos, la energía radiante del Sol, la energía térmica de los volcanes y la energía proveniente de la desintegración de las sustancias radioactivas.
Los compuestos orgánicos de alto peso molecular (moléculas) disueltos en los océanos primitivos, dieron origen a coacervados. Un coacervado es un grupo de gotas microscópicas que se forman por atracción entre moléculas. rodeadas de una capa que actúa, como una membrana celular. Estos grupos de moléculas encapsuladas que contienen agua, proteínas, azúcares y ácidos nucleicos pudieron haber crecido intercambiando materiales con ambiente. Finalmente, del coacervado grande pudieron desprenderse pequeñas gotas, con una copia exacta del grupo completo de moléculas encapsuladas (reproducción primitiva). Muchos biólogos consideran que estas unidades pudieron haber evolucionado hasta convertirse en las primeras células, sin embargo, ellos señalan que esta hipótesis describe solamente lo que pudo haber pasado.

Imagenes seleccionadas y modificadas de Starr- Taggart versión 4.0

En 1954, los científicos norteamericanos Harold Urey y Stanley Miller examinaron la hipótesis de que procesos al azar pudieran producir moléculas orgánicas complejas. Ellos usaron un aparato en el que se puso a circular una mezcla de amoniaco, metano, hidrógeno y vapor de agua; de tiempo en tiempo, se pasaba una descarga eléctrica, como si fuera un relámpago, a través de los gases. Los biólogos se asombraron con los resultados: al cabo de una semana, se habían producido varios aminoácidos en el aparato. Si los científicos estaban en lo cierto acerca de la composición de la atmósfera primitiva, los compuestos orgánicos que encontramos en los seres vivos podían haber aparecido muy pronto después de que se formó la Tierra.

LA MATERIA ORGÁNICA QUE NOS VINO DEL ESPACIO
JOAN ORO

Hace treinta años Joan Oró (1923-2004) especuló sobre la riqueza de elementos como el hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno, ,azufre y fósforo que hay en el espacio y la posible relación con los compuestos orgánicos de los seres vivos.
Al menos diez de las moléculas detectadas en el espacio interestelar –por ejemplo, hidrógeno molecular agua, amoníaco, monóxido de carbono, acetaldehído, cianuro de hidrógeno, - son precursoras de biomoléculas.
Por otra parte aminoácidos, bases nitrogenadas, y lípidos se encuentran entre las sustancias detectadas en un tipo de meteorito; las condritas carbonáceas.
El mismo Oró fue el primero en señalar la posible relación entre los cometas y otros cuerpos que pudieron impactar sobre la Tierra primitiva y el origen de la vida.Esta materia orgánica llegada desde el espacio habría sufrido cierta evolución química en los mares u océanos primitivos hasta dar origen a la vida.

Fuentes:Fried. G. Biología.Mc Graw Hill 1991
www.biologiabrevis.com

www.biologia.arizona.edu

Célula Eucariota- Actividad celular

2008-05-25T06:16:00.000-07:00

MICROFOTOGRAFIA DE UNA CÉLULA VEGETAL

Desde el punto de vista evolutivo, la célula eucariota es más eficiente que la célula procariota para cumplir las funciones vitales y para transmitir su información genética a la descendencia.
Esa ventaja comparativa radica en cómo divide todos sus actividades en las distintas partes de la célula. En el esquema se resumen los principales trabajos que realiza una célula eucariota vegetal para mantenerse viva.

Imagen seleccionada y modificada de Varas H. Ciencias de la Naturaleza.

Prof. Alicia Dutra

BIOMOLÉCULAS: CARBOHIDRATOS

2008-05-19T16:27:00.000-07:00

Los carbohidratos cumplen distintas funciones en los seres vivos.
La unida básica o monómero de estas biomoléculas se llaman monosacáridos.
Los monosacáridos en solución acuosa forman una estructura en anillo.
Ejemplos de monosacáridos:
glucosa es una hexosa (6 carbonos), es fuente de energía para la mayoría de las células.
ribosa y desoxirribosa son pentosas (5 carbonos) , forman parte del ARN y ADN.

Cuando se unen dos monosacaridos forman un disacárido.
Ejemplos de disacáridos:
lactosa (glucosa + galactosa) es el azúcar de la leche.
sacarosa (glucosa + fructosa) es el azúcar de mesa.

Cuando se unen de tres a diez monosacáridos se forman los oligosacáridos.
Estos forman parte de las glicoproteinas que tienen función de receptores de membrana celular.

Largas cadenas de monosacáridos forman polisacáridos
Ejemplos son:
Almidón, es un polímero de glucosas con función energética en vegetales.
Glucógeno, es un polímero de glucosas con función energética en animales.
Celulosa, con función estructural ya que forma la pared de las células vegetales .

Imagenes modificadas de Starr- Taggart versión 4.0 y http://www.senior.british.edu.uy/

BIOMOLÉCULAS: ACI DOS NUCLEICOS

2008-05-19T08:31:00.000-07:00

Los ácidos nucleicos, ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN), son macromoléculas encargadas de almacenar y transferir la información genética.
Al analizar el producto de la hidrólisis total de cualquier ácido nucleico se obtienen siempre tres componentes:
-pentosa,
-bases nitrogenadas,
-fosfato
La unión de estas tres moléculas en relación 1:1:1 constituye un nucleótido, unidad básica o monómero de los ácidos nucleicos.

El monosacárido es una pentosa: ribosa para el ARN y desoxirribosa para el ADN.

Las bases nitrogenadas, son una familia de moléculas cíclicas .
El DNA contiene las siguientes bases: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T).
El ARN contiene adenina, guanina, citosina y uracilo (U).

Los nucleótidos se unen entre sí para formar polímeros que llamamos ácidos nucleicos.
Los ácidos nucleicos, DNA y RNA, son cadenas de desoxirribonucleótidos o ribonucleótidos respectivamente, unidos entre sí por enlaces fosfodiéster entre los C 5´y 3´ de las pentosas de nucleótidos consecutivos.

El ADN es una doble cadena de nucleótidos unidas entre si a nivel de las bases nitrogenadas mediante puentes de hidrógeno. Esta doble cadena a su vez gira sobre si misma formando una estructura que se conoce con el nombre de alfa hélice.

El ARN es una cadena simple de nucleótidos.

imágenes modificadas de Starr- Taggar version 4.0

BIOMOLÉCULAS: PROTEÍNAS

2008-05-18T07:08:00.000-07:00

Biomoléculas que determinan que cada individuo sea bioquímicamente único, ya que no hay dos que tengan todas las proteínas idénticas, a menos que sean gemelos idénticos.
Las proteínas de cada célula son las responsables de la estructura y función de la misma.
Así pues la estructura y funcionalidad de cada organismo depende de estas biomoléculas.
La información para la elaboración de las mismas esta contenida en la molécula de ADN.
Al conjunto de proteínas de un organismo se le llama proteoma.
Los elementos químicos que las forman son el C (carbono), H (hidrógeno), O (oxígeno) y N (nitrógeno).
Los aminoácidos son pequeñas moléculas, unidades o monómeros que forman las proteínas. Son 20 los aminoácidos que hay en la naturaleza. Estos se unen en largas cadenas formando un polímero de aminoácidos que constituye una proteína.

La estructura primaria de una proteína esta dada por la cantidad, secuencia y tipo de aminoácidos, que se unen por enlace peptídico.
Estas cadenas de aminoácidos se pliegan para formar una macromolécula con conformación tridimensional, determinando los niveles de estructura secundaria, terciaria y cuaternaria.

FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS Y EJEMPLOS

Función ESTRUCTURAL
-Algunas proteínas constituyen estructuras celulares:
Ciertas glucoproteinas forman parte de las membranas celulares y actúan como receptores o facilitan el transporte de sustancias.
Las histonas, forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes.
-Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos:
El colágeno del tejido conjuntivo fibroso.
La elastina del tejido conjuntivo elástico.
La queratina de la epidermis.
Función ENZIMATICA
-Las proteínas con función enzimático son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular.
Función HORMONAL
-Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la insulina y el glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la del crecimiento(STH) o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio).
Función HOMEOSTATICA
-Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno.
Función DEFENSIVA
Las inmunoglobulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos.
Función en la COAGULACION
· La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias.
Función de TRANSPORTE
· La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados.
· La mioglobina transporta oxígeno en los músculos.
· Las lipoproteinas transportan lípidos por la sangre.
Función CONTRACTIL
· La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular.
· La dineina está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos.
Función DE RESERVA
· La ovoalbúmina de la clara de huevo.
. La lactoalbúmina de la leche.

BIOMOLÉCULAS: LÍPIDOS

2008-05-17T12:45:00.000-07:00

Son las grasas y aceites.

Son insolubles en agua.
Los triglicéridos, constituidos por un glicerol y tres ácidos grasos, son la forma de acumulación de energia en las células adiposas.

Los fosfolípidos constituyen la base estructural de las membranas celulares.
Estas moléculas tienen un polo hidrófilo y otro hidrófobo, por lo cual cuando están en solución acuosa forman bicapas que se cierran constituyendo micro esferas, donde las colas hidrófobas quedan escondidas entre dos capas de cabezas hidrófilas.

El colesterol y varias hormonas son esteroides.
Poseen cuatro anillos de carbono unidos entre sí.
El colesterol forma parte de las membranas celulares de los organismos eucariotas.

imágenes extraidas y modificadas de Starr_Taggar versión 4.0

Seres vivos : características y clasificación en dominios

2008-05-01T11:43:00.000-07:00

Características generales de los seres vivos

Los seres vivos muestran una organización molecular exclusiva y compleja.

Los seres vivos muestran una organización jerárquica exclusiva y compleja; átomos, moléculas, estructuras supramoleculares, organelos, células, tejidos, organos, aparatos y sistemas, organismo, población, comunidad, ecosistema, bioma y biosfera.

Los seres vivos se reproducen. Todo ser vivo procede de otro ser vivo.

Los ácidos nucleicos llevan la información genética, constituyendo el genoma de los organismos.De esta manera los seres vivos tienen identidad y similitudes con otros. Esto es así dado que se asegura la herencia de los caracteres .

Los seres vivos se automantienen obteniendo materia y energía de su entorno.Son sistemas abiertos.La capacidad que tienen de mantener la composición y las propiedades físicas a pesar de las variaciones del ambiente se denomina homeostasis

En los seres vivos suceden un conjunto de reacciones químicas, que aseguran su organización y funcionamiento y que llamamos metabolismo.

Los seres vivos crecen y se desarrollan, esto significa que en el organismo suceden cambios desde su origen hasta su muerte.

Los seres vivos interactuan con su entorno.Son sensibles y responden a estímulos.

Elaborado por Prof. Alicia Dutra

Niveles de estructura de la Materia Viva I

2008-04-29T15:21:00.000-07:00

Unidad y diferenciación

Ya en 1809 Jean-Baptiste-Pierre-Antoine de Monel, caballero de Lamarck (1714-1829), publicó su obra Philoso-pltie Zoologique ("Filosofía zoológica"), en la que explicaba cómo creía que había tenido lugar la evolución. Si bien los dos puntos más importantes de su teoría tienen que ver con el desarrollo o la atrofia de tejidos y órganos en función de su uso y desuso y la herencia de los caracteres adquiridos, Lamarck destacó que la evolución era lineal y se caracterizaba por la aparición progresiva de las estructuras en los seres vivos.

Estos conceptos de Lamarck se pueden generalizar a todos los testimonios de la vida en nuestro planeta y a lo largo de millones de años de la historia geológica. Como resultado de la evolución, en la naturaleza existen organismos que tienen una amplia gama de complejidad estructural, en relación con sus funciones vitales. La enorme diversidad de formas vivientes se organiza, entonces, en grados de creciente complejidad y especialización, y constituyen los niveles de organización de la materia viva.

Al igual que los ladrillos son indispensables para la construcción de una pared, las células constituyen la base estructural y funcional que permite el desarrollo de la vida.

La célula es la unidad de estructura, origen y función de los seres vivos. Todo ser vivo, entonces, consta de por lo menos una célula, y como organismo unicelular puede llevar a cabo todas las funciones necesarias para la supervivencia y la reproducción.

Muy pronto en la historia evolutiva, las células empezaron a agruparse formando colonias (conjuntos más o menos laxos). Pero al aparecer los organismos multicelulares más complejos, fueron necesarias una división del trabajo y una coordinación de las distintas funciones corporales, es decir, las células se agruparon en tejidos.

En cualquiera de sus variantes, la multicelularidad garantiza, un desempeño más eficaz al lograr la distribución de diferentes actividades entre grupos distintos de células. Así, se comenzó a recorrer el camino de la especialización: células con funciones comunes adquieren características estructurales semejantes.

En los organismos que poseen una estructura aún más compleja, los tejidos se agrupan en órganos, y los órganos, en sistemas de órganos. De la célula al sistema de órganos, los seres vivos han recorrido entonces un camino progresivo de mayor diferenciación y eficacia funcional.

En resumen, los seres vivos pueden presentar los siguientes niveles de organización como unidades funcionales y estructurales: celular, colonial, tisular (de tejidos), orgánico (de órganos) y de sistemas de órganos.

Seleccionado y modificado de Barderi y col. 2001
Prof. Alicia Dutra

Niveles de estructura de la Materia Viva II

2008-04-29T14:34:00.000-07:00

Una visión de conjunto: niveles de organización subcelulares y supraorgánicos

La historia de la vida no comienza con la célula. ¿Cómo llegó ésta a formarse? ¿Qué estructuras se reconocen en su interior?

Bacteriófago (del griego baktería, bastón y fagein, comer). Virus que parásita bacterias y provoca la lisis o destrucción de la pared celularde la bacteria.

Como veremos en el siguiente capítulo, la célula cuenta
en su interior con organelas (plastos, mitocondrias, etc.), y, a su vez, todos los materiales celulares están constituidos, en última instancia, por macromoléculas (como las proteínas y los ácidos nucleicos).

Partículas subatómicas, átomos, moléculas, macromoléculas, planetas, sistemas solares, galaxias. Universo.

Si analizamos el caso de los virus, veremos que éstos se encuentran en el límite de la vida. ¿Por qué? Porque en realidad no son células. Están formados por una molécula de ADN (ácido desoxirribonucleico) o ARN (ácido ribonucleico), rodeada por una cápsula proteica, o cápside, que adopta diferentes formas. A veces, los virus poseen una constitución compleja, como los bacteriófagos (virus que parasitan bacterias), o envolturas proteicas (virus de la gripe y de la inmunodeficiencia humana: VIH). Teniendo en cuenta las características descritas, los virus se sitúan en el nivel de organización de agregados macromoleculares.

Dentro de las células, los virus utilizan la energía, la materia y el sistema enzimático de aquéllas, y rcién entonces son capaces de reproducirse. Sólo pueden ser observados al microscopio electrónico, porque su tamaño no excede los 2.500 Á (1Á = 0,0000001 mm). La simplicidad de su estructura explica que carezcan de metabolismo, por lo que se convierten en parásitos obligados, causantes de muchísimas enfermedades.

Las macromoléculas -, posiblemente, los virus- han surgido, a su vez, de la unión de moléculas más sencillas, y las moléculas están constituidas por átomos. Así como la célula es la unidad de la materia viva, el átomo puede considerarse la unidad fundamental de la materia.

Obviamente, el átomo está formado, a su vez, por partículas subatómicas de complejidad variable, como los electrones, los quarks, etcétera.

Si ahora nos situamos en el otro extremo de la organización de los seres vivos, encontraremos que aun los organismos más complejos se agrupan entre sí y forman poblaciones de pocos o de muchos individuos de la misma especie, que se interrelacionan con otras poblaciones integrando las comunidades.

Comunidad: es el conjunto de distintas poblaciones, que viven en un ecosistema, relacionadas entre sí por cadenas tróficas. Las comunidades en interacción con el ambiente, constituyen los ecosistemas. Al conjunto de comunidades de una región paisajística le denominamos biocenosis.

Y la historia no termina aquí. Si generalizamos el concepto de nivel de organización, la unión de todos las biocenosis de la Tierra constituye la biosfera. Y nuestro planeta Tierra (¿o deberíamos llamarlo, tal vez, planeta Vida?) integra el Sistema Solar, que a su vez forma parte de la galaxia Vía Láctea, que integra el Cúmulo Local de galaxias y, en definitiva, forma parte del Universo.

Seleccionado y modificado de Barderi y col. 2001

Imagen:Gonzalez A. y S. Rivas.1985

Prof. Alicia Dutra

Moléculas de la vida I

2008-04-27T18:58:00.000-07:00

Teniendo en cuenta las características físico-químicas de las macromoléculas se clasifican en cuatro grupos: lípidos, glúcidos, acidos nucleicos y proteinas.

Son las proteínas las responsables de la identidad de cada organismo al determinar las estructuras y funciones en cada uno.

Son los ácidos nucleicos los responsables de contener, expresar y transmitir la información genética. Información necesaria para elaborar proteinas.

Proteinas y ácidos nucleicos son específicos para cada organismo. Es decir determinan que cada individuo sea único.

Moléculas de la vida II

2008-04-27T18:52:00.000-07:00

Las biomoléculas son constituyentes estructurales principales de las células y los tejidos. Participan en las reacciones metabólicas y las regulan, transmiten información y son fuente de energía para procesos biológicos. La evolución implica cambios químicos en las biomoléculas producidas por los organismos.

Son polímeros las macromoléculas formadas por subunidades repetidas del mismo tipo general (monómeros). Son polímeros las proteínas, los ácidos nucléicos y los polisacáridos.

Llamamos monómeros a moléculas pequeñas que pueden unirse con otras similares para formar un polímero. Son monómeros los aminoácidos, los nucleótidos y los monosacáridos.

fuente: Solomon-Berg-Martin