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Origen de la vida
La Tierra se formó al mismo tiempo que el Sol y que el resto del Sistema
Solar, hace unos 4.570 millones de años. Se han encontrado biomarcadores
en rocas con una antigüedad de hasta 3.500 millones de años, por lo que la
vida podría haber surgido sobre la Tierra hace 3.800-4.000 millones de
años. Bajo las condiciones de la Tierra primitiva (o en el espacio exterior y
traídos por meteoritos ) pudieron formarse las biomoléculas más sencillas.
Estas incluyen aminoácidos, nucleótidos y fosfolípidos, que pueden
ensamblarse espontáneamente bajo determinadas condiciones.
Se conocen estromatolitos como los que forman las actuales cianobacterias
con una antigüedad de hasta 3.500 millones de años.
A partir de estos monómeros se formarían las proteínas, ácidos nucleicos y
membranas que constituirían las protocélulas. Sin embargo, aquí surge un
problema: las proteínas son excelentes catalizadores de reacciones
químicas, pero no pueden almacenar información genética, esto es, la
información necesaria para la síntesis de otra proteína. Por su parte, los
ácidos nucleicos almacenan información genética, pero para su duplicación
precisan de enzimas, es decir, de proteínas. Esto plantea el dilema de qué
fueron primero, las proteínas (modelos del metabolismo primero) o los
ácidos nucleicos (modelos de los genes primero). Según el primero de los
modelos, la emergencia de un metabolismo primitivo pudo preparar un
ambiente propicio para la posterior aparición de la replicación de los ácidos
nucleicos, como postula, por ejemplo, la teoría del mundo de hierro-sulfuro.
En el segundo de los modelos se encuadra la hipótesis del mundo de ARN,
que se basa en la observación de que algunas secuencias de ARN pueden
comportarse como enzimas. Este tipo de compuesto se denomina ribozima,
es decir una enzima constituida por ácido ribonucleico. Según esta hipótesis,
el origen de los componentes moleculares y celulares de la vida implicaría los
siguientes pasos:
•
El encadenamiento al azar de nucleótidos para formar moléculas de
ARN pudo haber originado ribozimas que serían capaces de autorreplicación
y que podrían poseer mecanismos de autoinserción y autoeliminación de
nucleótidos.
•
Los procesos de selección natural para una mayor diversidad y
eficiencia darían lugar a ribozimas que catalizaban péptidos y luego
pequeñas proteínas, ya que estos compuestos son mejores catalizadores. De
ese modo surgió el primer ribosoma y comienza la síntesis de proteínas.
•
Las proteínas se convierten en los biopolímeros dominantes y los ácidos
nucleicos (ARN y ADN) quedan restringidos a un uso predominantemente
genómico.
•
Los fosfolípidos, por su parte, pueden formar espontáneamente
bicapas lipídicas, uno de los dos componentes básicos de la membrana
celular. Las membranas asistirían a la replicación y síntesis de ácidos
nucleicos y proteínas de acuerdo con dos posibles modelos: citoplasma
dentro y citoplasma fuera. En este último caso, los ácidos nucleicos y
proteínas evolucionarían en la parte exterior de la membrana y sólo más
tarde se interiorizarían para formar las primeras células.
La Célula
La célula es una de las características comunes a todos los seres vivos. Es
una unidad estructural, funcional y de origen de todo ser vivo.
Las primeras células que aparecieron en el planeta, hace 3.800 millones de
años, fueron las Células Procariotas. Son las células características de las
Bacterias y las Algas Azulverdosas, que se incluyen en el reino Moneras.
Estos organismos están presentes en todos los ambientes de La Tierra, aun
en los mas extremos como cráteres de volcanes y desiertos salinos.
Las células Procariotas pueden estar formadas por los componentes que se
indican a continuación:
 Pared celular: se encuentra por fuera de la membrana celular. Es
rígida y le brinda a la Bacteria protección y mantiene su forma.
Presenta poros para permitir el intercambio de sustancias con el
medio, regulado por la membrana.
 Membrana plasmática: funciona como una barrera. Controla el
transito de sustancias desde el citoplasma hacia el medio externo y
viceversa. A través de ella circulan nutrientes y desechos celulares.
 Citoplasma: en las células Procariotas el citoplasma no presenta
estructuras subcelulares rodeadas por membranas internas. El A.D.N.
se encuentra enrollado y flota libre junto a los Ribosomas,
estructuras que intervienen en la producción de proteínas.
 Flagelo: se encuentra presente en Bacterias del ambiente acuático,
puesto que favorece el desplazamiento en dicho fluido.
Las células Procariotas pueden ser autótrofas o Heterótrofas. En el caso
de ser autótrofas, para su alimentación, algunas bacterias hacen
fotosíntesis, es decir elaboran su propio alimento. En cambio, otras
Bacterias pueden ser heterótrofas: se alimentan de restos de otros
seres vivos.
Las bacterias se reproducen muchas veces en poco tiempo. Una bacteria
origina dos bacterias hijas aproximadamente cada 20min. Duplican todos
sus componentes internos, aumenta su tamaño y todo se reparte en dos
partes iguales. En este proceso conocido como Bipartición celular o
Fisión binaria, la parte media de la célula comienza a reducir su diámetro
al punto de que la membrana se estrangula y se separan dos bacterias
hijas prácticamente idénticas a la de la célula madre.
La Célula Eucariota surgieron en la Tierra hace 1.500 millones de años.
Son mas grandes que las células Procariotas y su estructura interna es
mas compleja.
El interior de una célula Eucariota presenta un compartimiento especial,
delimitado por una membrana, que aloja al A.D.N. , llamado Núcleo.
Además, el citoplasma contiene una serie de sacos membranosos, las
organelas con funciones vitales para la célula. Por ejemplo, en las células
vegetales una de las organelas mas importantes son los Cloroplastos ya
que en ellos se produce la fotosíntesis.
Las células Eucariotas se encuentran formando parte tanto en
organismos unicelulares (Protistas) como en todos los pluricelulares
(Hongos, Plantas y Animales). Presentan una enorme variedad de
formas y tamaños, lo que da por resultado que existan diferentes
tipos de células Eucariotas.
Los seres vivos pluricelulares están formados por diversos tipos de
células Eucariotas, cada célula especializada en una función
determinada. Por ejemplo, las células de las hojas y del tallo de una
planta, o las células de la piel y las células musculares del organismo
humano.
En los Organismos Pluricelulares las células con igual función están
organizadas formando tejidos. Cada célula Presenta:
 Membrana plasmática: esta compuesta por lípidos, proteínas e
hidratos de carbono (azúcar). Los lípidos y las proteínas
forman el esqueleto de la membrana. A través de los lípidos y
las proteínas de la membrana plasmática entran materias
primas y salen desechos y productos celulares. La membrana
plasmática es selectiva, es decir, no todo puede atravesarla.
Solo pasa lo que pose igual o menor tamaño que sus poros.
Protege el interior de la célula del exterior.
 Núcleo organizado: esta formado por la membrana nuclear, y es
de igual composición y características que la membrana celular.
Permite el intercambio de muy pocas sustancias entre el núcleo
y el citoplasma. Contenidos por la membrana, se encuentran el
A.D.N. unido a proteínas y el nucléolo, donde se producen los
ribosomas.
 Citoplasma: es como una gelatina formada por agua y una buena
cantidad de diferentes materiales solidos, como sales,
azucares y proteínas, necesarios para la célula. Suspendidas en
ellas se encuentran las organelas (Mitocondrias, Ribosomas,
Lisosomas, Cloroplastos), que son formaciones de las células
que intervienen en diferentes procesos celulares. La función de
cada célula depende de la cantidad y del tipo de organelas que
posea. Otras organelas, como el aparato de Golgi o el retículo
endoplasmatico liso (REL) dividen al citoplasma en varias
partes.
 Citoesqueleto: es una red de fibrillas que se entrecruzan y
están presentes en todo el citoplasma. Otorga sostén a todo
aquello que se encuentra en el citoplasma.
 Pared celular: solo se encuentra en las células de los Hongos y
las Plantas. Tiene diferente composición que el de las
bacterias, pero la misma característica y función.
Clasificación de los seres vivos
Los seres vivos comprenden unos 1,75
millones de especies descritas y se
clasifican en dominios y reinos. La
clasificación más extendida distingue los
siguientes taxones:

Archaea (arqueas). Organismos
Archaea. Bacteria. Protista.
procariontes que presentan grandes
diferencias con las bacterias en su
composición molecular. Se conocen
unas 300 especies.

Moneras (bacterias). Organismos
procariontes típicos. Están descritas
unas 10.000 especies.

Protista (protozoos). Organismos
Fungi.
Plantae.
Animalia.
eucariontes generalmente unicelulares. Con unas 55.000 especies
descritas.

Fungi (hongos). Organismos eucariontes, unicelulares o pluricelulares
talofíticos y heterótrofos que realizan una digestión externa de sus
alimentos. Comprende unas 100.000 especies descritas.

Plantae (plantas). Organismos eucariontes generalmente
pluricelulares, autótrofos y con variedad de tejidos. Comprende unas
300.000 especies.

Animalia (animales). Organismos eucariontes, pluricelulares,
heterótrofos, con variedad de tejidos que se caracterizan, en
general, por su capacidad de locomoción. Es el grupo más numeroso
con 1.300.000 de especies descritas.
Características de los seres vivos
Los seres vivos son organismos que nacen, se nutren, respiran, se
desarrollan, crecen, se reproducen y mueren. Lo no vivo no tiene la
capacidad de hacer nada de esto, no sigue este ciclo continuo y ordenado de
cambios.
Para distinguir con mayor facilidad algo vivo de algo que no lo está, resulta
útil saber que existen ciertas características que sólo poseen los seres
vivos, y son las que se indican a continuación:
Nutrición. Los seres vivos se alimentan de sustancias nutritivas del medio
ambiente. En su interior circulan líquidos que transportan los nutrientes y
otros elementos indispensables para la vida. También tienen la capacidad de
almacenar en algunas partes de sus cuerpos y de desechar lo que no
necesitan.
Respiración. Posibilita que los nutrientes que hay en los alimentos se
transformen en la energía que permite a los seres realizar todas sus
funciones.
Desarrollo. Como consecuencia de la alimentación y de diversas reacciones
que se efectúan en el interior de sus organismos, al asimilar los nutrientes,
los seres vivos se transforman y se desarrollan durante toda su vida.
Algunas de estas reacciones permiten que se conserven sus cuerpos y que se
reparen cuando resulta necesario, por ejemplo, el ser humano, para
desarrollarse, produce más sangre, más músculos y más piel; sus órganos
internos cambian de tamaño y de funciones.
Las plantas son seres vivos que crecen durante toda su vida.
Los animales crecen en determinados periodos, pero se desarrollan toda
la vida.
Reproducción. Los seres vivos se multiplican y producen otros seres vivos
semejantes a ellos: los huevos de aves generan aves, las semillas de frijol
producen plantas de frijol y las personas dan vida a otras personas.
Mediante sus descendientes, dan continuidad a su existencia en la Tierra.
Irritabilidad. Los seres vivos reaccionan a estímulos del medio ambiente
como el frío, el calor, la humedad, la luz, el sonido, el olor y la presencia de
otros seres vivos. Cuando estos factores varían su intensidad, provocan
diferentes respuestas en las plantas y animales.
La pupila se abre
para compensar la
falta de luz y se
cierra ante una luz
intensa.
Algunos animales
escapan a la luz
El girasol sigue a
la luz del Sol
cambiando la
orientación de su
flor.
Otros animales
son atraídos por
la luz.
Adaptación. Los seres vivos enfrentan las condiciones poco favorables que
les plantea el ambiente en el que viven. Cuando se producen cambios en su
entorno, como un incendio, una helada, una sequía u otro fenómeno que les
amenaza, los seres vivos tienden a trasladarse a otros lugares o a adaptarse
a la nueva situación.
El color del cuerpo es una de las respuestas de
adaptación, que permite a muchos seres vivos
confundirse con el entorno para cazar mejor y para no
ser cazados.
¿Las cebras no están adaptadas a su ambiente? ¿Sus rayas las delatan?
Así observaría usted este Así lo observaría un león.
paisaje.
La cebra no peligra más
que los otros animales.
La adaptación es un proceso de cambios complejos que se producen poco a
poco; frecuentemente tardan muchas generaciones, hasta que se
perfeccionan. Los organismos que no logran adaptarse, mueren y con ellos se
extingue la posibilidad de dejar descendientes.
Movimiento. Los seres vivos se mueven; muchos de ellos son capaces de
cambiar de lugar y cambiar la posición de sus cuerpos para buscar alimento,
protegerse, defenderse y buscar bienestar.
Muchos animales se mueven de diferentes manera: caminan, corren, nadan,
se arrastran, vuelan, pero hay otros que no se mueven, tal es el caso de
algunos organismos marinos como el coral, la anémona, las esponjas, entre
otros. Las plantas, aunque no se trasladan a otros lugares, sí tiene cierto
movimiento, por ejemplo: algunas giran sus hojas y sus flores hacia la luz o
para atrapar insectos con los que se alimentan, sin embargo, este
movimiento se debe realmente a una reacción de un estímulo del ambiente,
es decir, a la irritabilidad.
Éstas son las principales características de los seres vivos. Sólo los
organismos que pueden realizar todas estas funciones, tienen vida. La
materia inorgánica, sin vida, no realiza esas funciones. Componentes de la
naturaleza no vivos, como el agua, el aire, la tierra, una roca, el Sol, los
planetas y las estrellas, no se alimentan, no se reproducen, no reaccionan al
ambiente como lo hacen las plantas y los animales.
A lo que tiene vida se le llama organismo o ser vivo. A lo que no tiene vida le
llamamos objetos, cosas o componentes no vivos de la naturaleza.
Biomoléculas
Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Los cuatro
bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno y
nitrógeno, representando alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las células.1
Estos cuatro elementos son los principales componentes de las biomoléculas debido a
que:
1. Permiten la formación de enlaces covalentes entre ellos, compartiendo
electrones, debido a su pequeña diferencia de electronegatividad. Estos enlaces
son muy estables, la fuerza de enlace es directamente proporcional a las masas
de los átomos unidos.
2. Permiten a los átomos de carbono la posibilidad de formar esqueletos
tridimensionales –C-C-C- para formar compuestos con número variable de
carbonos.
3. Permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y triples) entre C y C; C y O;
C y N. Así como estructuras lineales ramificadas cíclicas, heterocíclicas, etc.
4. Permiten la posibilidad de que con pocos elementos se den una enorme variedad
de grupos funcionales (alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos, aminas, etc.) con
propiedades químicas y físicas diferentes.
Clasificación de las biomoléculas
Según la naturaleza química, las biomoléculas son:
Biomoléculas inorgánicas
Son biomoléculas no formadas por los seres vivos, pero imprescindibles para ellos,
como el agua, la biomolécula más abundante, los gases (oxígeno, etc) y las sales
inorgánicas: aniones como fosfato (HPO4−), bicarbonato (HCO3−) y cationes como el
amonio (NH4+).
Biomoléculas orgánicas o principios inmediatos
Son sintetizadas solamente por los seres vivos y tienen una estructura con base en
carbono. Están constituidas, principalmente, por carbono, hidrógeno y oxígeno, y con
frecuencia también están presentes nitrógeno, fósforo y azufre; a veces se incorporan
otros elementos son pero en mucha menor proporción.
Las biomoléculas orgánicas pueden agruparse en cinco grandes tipos:
Glúcidos
Los glúcidos (impropiamente llamados hidratos de carbono o carbohidratos) son la
fuente de energía primaria que utilizan los seres vivos para realizar sus funciones
vitales; la glucosa está al principio de una de las rutas metabólicas productoras de
energía más antigua, la glucólisis, usada en todos los niveles evolutivos, desde las
bacterias a los vertebrados. Muchos organismos, especialmente los de estirpe vegetal
(algas, plantas) almacenan sus reservas en forma de almidón. Algunos glúcidos forman
importantes estructuras esqueléticas, como la celulosa, constituyente de la pared celular
vegetal, o la quitina, que forma la cutícula de los artrópodos.
Lípidos
Los lípidos saponificables cumplen dos funciones primordiales para las células; por una
parte, los fosfolípidos forman el esqueleto de las membranas celulares (bicapa lipídica);
por otra, los triglicéridos son el principal almacén de energía de los animales. Los
lípidos insaponificables, como los isoprenoides y los esteroides, desempeñan funciones
reguladoras (colesterol, hormonas sexuales, prostaglandinas).
Proteínas
Las proteínas son las biomoléculas que más diversidad de funciones realizan en los
seres vivos; prácticamente todos los procesos biológicos dependen de su presencia y/o
actividad. Son proteínas casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones metabólicas
de las células; muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; la hemoglobina
y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre; anticuerpos, encargados de
acciones de defensa natural contra infecciones o agentes extraños; los receptores de las
células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta
determinada; la actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo
durante la contracción; el colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos
de sostén.
Ácidos nucleicos
Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, desempeñan, tal vez, la función más importante
para la vida: contener, de manera codificada, las instrucciones necesarias para el
desarrollo y funcionamiento de la célula. El ADN tienen la capacidad de replicarse,
transmitiendo así dichas instrucciones a las células hijas que heredarán la información.
Algunas, como ciertos metabolitos (ácido pirúvico, ácido láctico, ácido cítrico, etc.) no
encajan en ninguna de las anteriores categorías citadas.
ACTIVIDADES
1) Bajar el material teórico del módulo y Posteriormente leerlo. No duden de preguntar
en las clases presenciales cualquier duda.
2)Responder la siguiente consigna:
A. Realizar un cuadro conceptual con el texto que trata el tema de célula y sus
tipos.
B. Complete el siguiete cuadro apartir de las características de las células
Procariotas y Eucarotas.
PROCARIOTAS
EUCARIOTAS
NUCLEO
ORGANIZADO
PARED CELULAR
MEMBRANA
PLASMATICA
FLAGELO
FORMA ORGANISMOS
UNICELULARES
FORMA ORGANISMOS
PLURICELULARES
C. Marca si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas(F):
 La célula es la unidad estructural de los seres vivos……
 Solo los animales están formados por células……
 Las células solo forman a las plantas…..
 Toda célula proviene de otra célula….
 La célula es la unidad funcional de los seres vivos…….
D. Indiquen si las siguientes funciones y características corresponden al citoplasma,
a la membrana plasmática o al material genético (A.D.N.):
 Formada por una doble capa de lípidos y
proteínas………………………………………
 Se encuentra en el citoplasma libre o rodeado por una
membrana…………………
 Permite y selecciona la entrada y salida de
sustancias……………………………….
 Contiene información de las características del ser
vivo…………………………….
 Tiene consistencia gelatinosa………………………………………
 Protege el interior de la célula del
exterior……………………………………….
3) Busquen los nombres de los reinos que se encuentran en la siguiente sopa de letras:
M O N E R A P B V C
W C G J E O N A L P
A D R H I M I E S L
T N S V N Z W T L A
M J I B O X F O A N
B H Q M S H U K P T
F W H W A G N P S A
Z P I P O L G D W E
Q N P A F G I C B T
P R O T I S T A F R