La Evolución.

2.1 Origen de la Vida.

El origen de la vida es una de las incógnitas que ha dado lugar a numerosas doctrinas y teorías a lo largo de la historia de la humanidad.

La cuestión del origen de la vida en la Tierra ha generado en las ciencias de la naturaleza un campo de estudio especializado cuyo objetivo es dilucidar cómo y cuándo surgió. La opinión más extendida en el ámbito científico establece la teoría de que la vida comenzó su existencia a partir de la materia inerte en algún momento del período comprendido entre 4.400 millones de años —cuando se dieron las condiciones para que el vapor de agua pudiera condensarse por primera vez—2 y 2.700 millones de años atrás —cuando aparecieron los primeros indicios de vida—. [a] Las ideas e hipótesis acerca de un posible origen extraterrestre de la vida (panspermia), que habría sucedido durante los últimos 13.700 millones de años de evolución del Universo tras el Big Bang, también se discuten dentro de este cuerpo de conocimiento.3

El cuerpo de estudios sobre el origen de la vida forma un área limitada de investigación, a pesar de su profundo impacto en la biología y la comprensión humana del mundo natural. Con el objetivo de reconstruir el evento se emplean diversos enfoques basados en estudios tanto de campo como de laboratorio. Por una parte el ensayo químico en el laboratorio o la observación de procesos geoquímicos o astroquímicos que produzcan los constituyentes de la vida en las condiciones en las que se piensa que pudieron suceder en su entorno natural. En la tarea de determinar estas condiciones se toman datos de la geología de la edad oscura de la tierra a partir de análisis radiométricos de rocas antiguas, meteoritos, asteroides y materiales considerados prístinos, así como la observación astronómica de procesos de formación estelar. Por otra parte, se intentan hallar las huellas presentes en los actuales seres vivos de aquellos procesos mediante la genómica comparativa y la búsqueda del genoma mínimo. Y, por último, se trata de verificar las huellas de la presencia de la vida en las rocas, como microfósiles, desviaciones en la proporción deisótopos de origen biogénico y el análisis de entornos, muchas veces extremófilos semejantes a los paleoecosistemas iniciales.

2.2 Evolución Orgánica.

La evolución biológica es el conjunto de transformaciones o cambios a través del tiempo que ha originado la diversidad de formas de vida que existen sobre la Tierra a partir de un antepasado común.

Evolución orgánica: proceso de cambio en la diversidad y adaptación de las poblaciones de organismos biológicos.

Es simplemente el cambio de características genéticas en una población de individuos de una generación a otra.

2.3 Teoría de la Evolución.

La enorme diversidad de formas de vida que habitan el planeta ha sido siempre motivo de atracción para filósofos y naturalistas. A lo largo de la historia fueron elaborándose diversas teorías que intentaban explicar el origen de las especies y su extraordinaria diversidad. Sólo a mediados del siglo XIX fue enunciada la que aparece como más convincente: la formulada por Charles Darwin.

Pensamiento de Lamarck

El primer científico moderno que elaboró una teoría de la evolución fue el francés Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829). Como más tarde haría Darwin, sugirió que todas las especies, incluso la humana, provienen de otras.

Lamarck se interesaba por los organismos unicelulares y los invertebrados. Sus observaciones lo indujeron a pensar que las especies se van haciendo cada vez más complejas a medida que evolucionan. De acuerdo con su hipótesis, la evolución es producto de dos fuerzas combinadas: las características adquiridas, que en su opinión pueden ser transmitidas de padres a hijos, y la existencia de un principio

creador universal, que hace que las especies alcancen cada vez mayor complejidad en su evolución. En relación con la primera de esas fuerzas, Lamarck sostenía que los órganos de un individuo se robustecen o se debilitan, según se haga uso asiduo de ellos o no; pero además, creía que esas características de un individuo en particular pueden ser transmitidas a su descendencia. Junto con ese motor de la evolución existía un principio creador universal, que era el que, según Lamarck, llevaba a las especies a alcanzar cada vez mayor complejidad.

La teoría de Darwin

El inglés Charles Darwin (1809-1882) realizó entre 1831 y 1836 un largo viaje de circunnavegación del mundo, a bordo de la fragata oceanográfica Beagle. Como fruto de sus observaciones se planteó el interrogante de por qué las especies animales y vegetales dan vida a mayor número de individuos que los que finalmente sobreviven, y que la

Tierra podría sustentar. De allí, desarrolló su idea de que la lucha por la vida es una competencia feroz en la que sólo sobreviven los más aptos.

La necesidad de supervivencia impone cambios, por presión de los competidores o por modificaciones en el medio. Está claro que los que resulten mejor adaptados tendrán más posibilidades de sobrevivir. Aquí, Darwin dirigió su atención a las prácticas de los criadores de animales domésticos y los agricultores, que realizan cruzas entre ejemplares de diferente origen para obtener descendencia con ciertas características como, por ejemplo, la posibilidad de disponer de vacas que sean mejores productoras de leche. En la naturaleza, dijo, también se produce esta selección: los individuos que poseen determinadas características, más adecuadas para una situación específica o un cambio en el ambiente en que viven, se alimentarán mejor, vivirán más tiempo y tendrán más descendencia. Llamó a este proceso selección natural.

La adaptación de las especies

De acuerdo con la teoría de Darwin, las especies se modifican por la selección natural, pero no según el proceso imaginado por Lamarck: no es que la jirafa tenga el cuello inusitadamente largo porque se alimenta de hojas y ramas de árboles, sino que la selección natural ha actuado, a través de las generaciones, favoreciendo a los individuos con cuellos más largos. En tiempos muy remotos, los antecesores de las actuales jirafas eran animales de cuello relativamente corto, con las habituales diferencias mínimas entre distintos individuos. Ante la posibilidad de alimentarse con ramas, constituía cierta ventaja tener el cuello un poco más largo de lo normal. Así, los animales con esas características vivían más, comían mejor, se apareaban más veces y transmitían a su descendencia sus principales características físicas, entre ellas, la tendencia al cuello largo.

Pruebas de la evolución

Darwin llegó a la conclusión de que la selección opera no solamente en el tiempo, sino también en el espacio. Cuando individuos animales o vegetales de una determinada especie se apartan del tronco común y quedan aislados durante suficiente tiempo (por ejemplo, por el surgimiento de una barrera natural, como el nuevo cauce de un río), desarrollarán características específicas que harán surgir una subespecie, diferenciada de la primera.

Son muchos los ejemplos de adaptación al medio que apoyan la teoría darwiniana de la selección natural. Uno muy característico es el color de los animales. En la vida de los animales silvestres predominan los colores apagados, pardos, pardo-rojizos o grises. Sin embargo, muchos animales muestran sorprendentes adaptaciones, que en los vertebrados se deben fundamentalmente a la presencia de una sustancia llamada melanina, que se encuentran en las células de piel, pelos y plumas. Los osos polares y otros animales de zonas frías se mimetizan con el medio externo -terrenos helados o nevados- en el que viven. En las sabanas africanas, las rayas de las cebras y las manchas de las jirafas sirven para disimular su presencia, porque a la distancia su pelaje se confunde con los matices de colores de esos terrenos.

La estructura de la piel responde por lo general a una función. Las escamas de los reptiles sirven para protegerlos contra el desgaste mecánico, muy intenso en estos animales por su roce constante con el suelo. Además, evitan la pérdida de agua corporal. El plumaje de las aves y el pelaje de los mamíferos cumplen también función de protección contra los agentes atmosféricos, y les permiten conservar una temperatura corporal constante.

De todos modos, el mero parecido no es una señal segura de que exista parentesco entre dos especies animales. Las rosas tienen espinas y los cactos también: pero en las primeras las espinas son modificaciones de las yemas de los tallos, y en los segundos son las hojas de la planta, que han adoptado esa forma para reducir al mínimo la pérdida de agua por evaporación. Los delfines y ballenas son exteriormente muy parecidos a cualquier pez, pero tienen pulmones en vez de branquias, amamantan a sus crías -que, además, no nacen de huevos sino que se desarrollan en el útero de la madre- y tienen sangre caliente; sus supuestas aletas son dos pares de extremidades con cinco dedos, como en la mayoría de los demás vertebrados.

Materia viva y procesos.

3.1 Biología Molecular (moléculas inorgánicas, orgánicas y elementos biogenesicos)

Biología molecular.

Los elementos que forman parte de los seres vivos son sorprendentemente similares entre sí en estructura y función. Todos los organismos que conocemos tienen proteínas, ácidos nucleicos y todos dependen del agua para sobrevivir.

En el transcurso de la formación de los seres vivos se fueron eligiendo de manera natural aquellos que tenían la capacidad de combinarse con otros y tener un numero atómico bajo. De los 92 elementos naturales que se conocen, 25 son los que forman parte de los seres vivos y cumplen en ellos una función.

Los elementos que forman parte de los seres vivos se conocen como elementos biogenesicos y se clasifican en bioelementos primarios y secundarios.

Estos elementos son fundamentales para la formación de biomoleculas fundamentales, tales como carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nicleicos.

Estos elementos constituyen aproximadamente el 97% de la materia viva y son carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrógeno, fosforo y azufre.

Los bioelementos secundarios son todos los elementos biogenesicos restantes. Se pueden distinguir entre ellos los que tienen una abundancia mayor al 0.1% en los organismos. Esto no

significa que no tengan importancia, ya que una pequeña cantidad de ellos es suficiente para que el organismo viva.

Moléculas inorgánicas.

Son el H2O y las Sales Minerales.

El AGUA (H2O) es un alimento vital y está formado por 2 átomos de Hidrógeno y 1 átomo de Oxígeno unidos mediante energía química o de activación. El agua se incorpora como bebida o como componente abundante de la mayoría de los otros alimentos que se consumen.

El agua es vital porque:

a) Es el principal componente del organismo.b) Es el disolvente que permite el cumplimiento del fenómeno de ósmosis mediante el cual

se cumplen procesos fundamentales en las funciones digestiva, respiratoria y excretora.c) Es imprescindible para las Enzimas que provocan y regulan las reacciones químicas que se producen en el organismo.

Las SALES MINERALES son necesarias para la constitución de diferentes estructuras orgánicas y para diversas funciones. La única SAL que ingerimos directamente es el Cloruro de Sodio (ClNa o sal de cocina). Otras sales como el Potasio, Yodo, Hierro, Calcio, Fósforo y otras sales en pequeñas cantidades se incorporan por estar contenidos en distintos alimentos.

Por ejemplo:

El SODIO (Na) interviene en la regulación del balance hídrico provocando la retención de agua en el organismo.

El POTASIO (K) actúa en el balance hídrico favoreciendo la eliminación de agua del organismo y participa en la contracción del músculo cardíaco.

El YODO (I) es necesario para que la Glándula Tiroides elabore la secreción hormonal que regula el metabolismo de los Glúcidos.

El HIERRO (Fe) es imprescindible para la formación de la Hemoglobina de los glóbulos rojos.

También es imprescindible en la correcta utilización de las vitaminas del grupo B.

El CALCIO (Ca) es el responsable de proporcionar dureza y rigidez a los huesos que, a su vez, darán sostén al resto del cuerpo. Forma parte de los huesos, del tejido conjuntivo y de los músculos. Junto con el potasio y el magnesio, es esencial para una buena circulación de la sangre.

El FÓSFORO (P) son los que constituyen la parte inorgánica de los huesos. Es un elemento constituyente de la estructuras de los huesos y, en asociación con ciertos lípidos, da lugar a los

fosfolípidos, que son componentes indispensables de las membranas celulares y del tejido nervioso.

El COBRE (Cu) es importante para un crecimiento saludable.

El FLUOR (F) es importante para los huesos y dientes dándoles una mayor resistencia. Previene la caries dental y fortifica los huesos.

El MAGNESIO (Mg) es imprescindible para la correcta asimilación del calcio y de la vitamina C. Equilibra el sistema nervioso central (ligera acción sedante), es importante para la correcta transmisión de los impulsos nerviosos y aumenta la secreción de bilis (favorece una buena digestión de las grasas y la eliminación de residuos tóxicos).

El CLORO (Cl) es necesario para la elaboración del Ácido Clorhídrico del tejido gástrico.

Además el Dióxido de Carbono CO2, constituido por un átomo de Carbono y 2 átomos de Oxígeno, que se encuentra en la atmósfera y es fundamental para el proceso de Fotosíntesis en los vegetales, que a pesar de contener Carbono, es una molécula inorgánica.

Moléculas Orgánicas.

Son los Carbohidratos, Lípidos, Proteínas y Ácidos Nucleicos.

1) Los GLÚCIDOS o HIDRATOS de CARBONO, son sustancias orgánicas ternarias de origen casi vegetal, en donde predominan el Carbono, Hidrógeno y Oxígeno. Son ejemplos el Almidón, las Féculas y los distintos tipos de Azúcares presentes en las Hortalizas, frutas y verduras frescas y en aquellos productos alimenticios elaborados con harinas. Para poder ser utilizados mediante el proceso digestivo son transformados en Glucosa. Son alimentos de Función Energética, puesto que se emplean como Combustible en la producción de energía mediante la Oxidación. Su valor calórico es de 4 Kilocalorías por cada gramo combustionado. Se acumulan en pequeñas cantidades en el Hígado y en los Músculos bajo el nombre de Glucógeno.

Hay 3 grupos de Carbohidratos:

MONOSACÁRIDOS: Son azúcares simples. Se clasifican según el número de átomos de carbono en: Triosas, Pentosas, Hexosas y Heptosas. Son solubles en agua y pueden cristalizar y pasan fácilmente a través de las membranas de diálisis. La pentosa Ribosa y Desoxirribosa se encuentran en las moléculas de los Ácidos Nucleicos. La pentosa Ribulosa es importante en la Fotosíntesis. La Hexosa Glucosa constituye la fuente primaria de energía para la célula. Otras hexosas importantes son la Galactosa, que se halla en el disacárido Lactosa y la Fructosa o Levulosa que forma parte de la Sacarosa. Los términos di, tri, tetrosas son sustancias que se han hallado como productos intermedios del metabolismo. Muy importantes son la Ribosa y la

Desoxirribosa, constituyentes de los Ácidos Nucleicos. Las Hexosas, de las cuales la más importante es la Glucosa que se presenta en dos formas isoméricas (Alfa y Beta).

OLIGOSACÁRIDOS o DISACÁRIDOS: Son azúcares formados por la condensación de 2 monómeros o mososacáridos con pérdida de 1 molécula de agua. Entre las sustancias más importantes están la Sacarosa y la Maltosa en vegetales, y la Lactosa en animales. Formados por la unión de 2 a 4 (a veces algunos más) monosacáridos en una cadena recta. La Sacarosa o Azúcar común es un disacárido que resulta de la unión de una molécula de Glucosa y otra de Fructosa. La Maltosa es otro disacárido que resulta de la unión de 2 moléculas de alfa glucosa.

POLISACÁRIDOS: Resultan de la condensación de muchas moléculas de monosacáridos con la pérdida de varias moléculas de agua. Después de la hidrólisis dan lugar a moléculas de azúcares simples. Los Polisacáridos de mayor significación biológica son el Almidón y el Glucógeno, que representan Sustancias de Reserva en células vegetales y animales. La Celulosa es el elemento más importante de la célula vegetal. El Almidón constituye una mezcla de dos polímeros, uno la Amilosa, es lineal; el otro la Amilopectina, ramificado. El Glucógeno puede ser considerado como el almidón de las células animales. El glucógeno se encuentra en diversos tejidos y órganos y en mayor proporción en el Hígado y el Músculo. Se forman por la unión de muchos monosacáridos (hasta varios centenares). Por ejemplo la Celulosa, polímero de cadena lineal de la Beta Glucosa, y el Almidón, que tiene un componente de cadena lineal y otro de cadena ramificada, ambos polímeros de la Alfa Glucosa. La Celulosa, que por formar parte principal de la Pared Celular es el Hidrato de carbono más frecuente y abundante en el Reino Plantae.

2) Los LÍPIDOS o MATERIAS GRASAS son compuestos orgánicos ternarios complejos constituidos por moléculas de Triglicéridos. Se presentan como Grasas sólidas a 20ºC de origen animal o como Aceites líquidos a 20ªC de origen vegetal. Las grasas están presentes en las carnes, la leche y sus derivados. Los aceites vegetales son extraídos de los frutos y semillas de las plantas oleaginosas y empleados en la alimentación humana para aderezar o fritar otros alimentos. Para utilizarlos, los lípidos son transformados mediante el proceso digestivo en Ácidos Grasos y Glicerina. Son alimentos con función de Reserva Energética. Se consumen para producir energía cuando se han agotado los Glúcidos. Su valor calórico es de 9 Kilocalorías por gramo combustionado. Se acumulan en las células del Tejido Adiposo Subcutáneo, o en el que rodea a algunos órganos o incrustándose en las paredes arteriales en forma de Colesterol.

3) Las PROTEÍNAS son compuestos orgánicos cuaternarios de composición muy compleja, constituidos mediante la formación de largas cadenas de moléculas de aminoácidos. Están presentes en los alimentos de origen animal y vegetal. Es abundante su contenido proteico en las carnes, los huevos y la leche y sus derivados. Para utilizar las Proteínas mediante el proceso digestivo, se las descompone en Aminoácidos. Son alimentos de función Plástica o Estructural, empleados por las células para sintetizar sus propias proteínas, que son utilizadas en los procesos de crecimiento y reparación del organismo. Sólo se consumen para producir energía

cuando se han agotado las reservas de glúcidos y de lípidos. Su valor calórico es de 4 Kilocalorías por gramo combustionado.

4) ÁCIDOS NUCLEICOS: Entre ellos se encuentran:

ADN (Ácido Desoxirribonucleico) que se encuentra en el Núcleo y constituye los Cromosomas. La función es llevar la Información genética de padres a hijos. En sus moléculas se encuentra la Información Genética. Las moléculas de ADN están formadas por una doble Cadena de Nucleótidos arrollados en forma de doble hélice. Los Nucleótidos son las unidades monoméricas de la macromolécula del Ácido Nucleico (ADN y ARN), que resultan de la unión covalente de un Fosfato y una base heterocíclica con la Pentosa. Está constituido por un azúcar, que es una Pentosa: la Desoxirribosa. Presentan Bases Nitrogenadas Puricas (Adenina y Guanina) y Pirimídicas (Timina y Citosina). Presentan el Radical Fosfato. El ADN está constituido por Cadenas de Polinucleótidos arrollados de forma dextrógira (con giros hacia la derecha). Las Bases Púricas se enfrentan con las Pirimídicas, o sea se una siempre una Adenina (A) con una Timina (T) y una Citosina (C) con una Guanina (G).

ARN (Ácido Ribonucleico), del cual existen 3 tipos: En el Citoplasma se encuentra el ARNr y el ARNt y en el Núcleo se encuentra solamente el ARNm. Las moléculas de ARN están formadas por una Simple Cadena de Nucleótidos arrollado en forma de hélice simple. El Nucleótido está constituido por un azúcar, que es una Pentosa: la Ribosa. Presentan Bases Nitrogenadas Púricas (Adenina y Guanina) y Pirimídicas (Uracilo y Citosina). Presentan el Radical Fosfato. El ARN está constituido por una sola cadena de Nucleótido.

Elementos biogenésicos.

Los elementos biogenésicos son los elementos esenciales que componen a los seres vivos, estos elementos se encuentran en el agua, la atmósfera, en toda la corteza terrestre. Son los elementos formadores de vida, ya que Bios, significa Vida y Génesis, Origen o Formación e intervienen en la conformación de los seres vivos.

Estos elementos son:

CARBONO: El carbono es un constituyente fundamental de las moléculas que forman a los seres vivos, además es muy útil para fechar la edad de los restos de organismos de hasta 30000 años y es el pilar básico de la química orgánica.

HIDRÓGENO: Es un gas inflamable inodoro e incoloro y es el más abundante en el universo y es utilizado tanto en motorizaciones de combustión interna y en novedosos sistemas como la pila de combustible.

NITRÓGENO: Es un elemento que constituye el 80% del aire que respiramos y es un elemento fundamental que constituye a los humanos.

OXÍGENO: Es un elemento químico que en un 20% compone a la atmósfera terrestre y es un elemento muy importante ya que participa en el ciclo energético de los seres humanos y es muy importante para la respiración.

3.2 Niveles de organización estructural del cuerpo humano.

PARTÍCULA SUBATOMICA: Partículas que constituyen un átomo (protón, neutrón y electrón).

NIVEL ATÓMICO: Los Átomos son las partículas más pequeñas de un elemento que conserva las propiedades de ese elemento y están constituidas por Partículas Subatómicas. Por ejemplo Hidrógeno, platino, C, H, O, N, etc.

NIVEL MOLECULAR: Es cuando los átomos se unen para dar origen a las Moléculas. Las Moléculas son los componentes fundamentales de las Células. Existen Moléculas Orgánicas e Inorgánicas. Las moléculas Orgánicas, son aquellas que contienen carbono o inorgánicas, como el H2O o el O2.

NIVEL MACROMOLECULAR: Las Macromoléculas son moléculas constituidas por varias moléculas que pueden ser similares entre sí o no. Por ejemplo: Los Polisacáridos están constituidos por monosacáridos unidos en cadenas largas. Algunos de ellos son formas de almacenamiento del azúcar, mientras que otros, como la Celulosa, son un material estructural importante de las plantas. Los Lípidos son moléculas orgánicas hidrófobas que, al igual que los carbohidratos, desempeñan papeles importantes en el almacenamiento de energía y como componentes estructurales. Los compuestos de este grupo incluyen las grasas y los aceites, los fosfolípidos, los glucolípidos, las ceras y el colesterol y otros esteroides. Los Fosfolípidos son los principales componentes estructurales de las membranas celulares. Las Proteínas son moléculas muy grandes compuestas de cadenas largas de aminoácidos, conocidas como cadenas polipeptídicas. En las proteínas, los aminoácidos se organizan en polipéptidos y las cadenas polipeptídicas se ordenan en un nuevo nivel de organización: la estructura terciaria o cuaternaria de la molécula de proteína completa. Los Nucleótidos son moléculas complejas formadas por un grupo fosfato, un azúcar de 5 carbonos y una base nitrogenada. Son los bloques estructurales de los ácidos desoxirribonucleico (ADN) y ribonucleico (ARN), que transmiten y traducen la información genética.

NIVEL SUPRAMOLECULAR o SUBCELULAR: Está formado por estructuras dentro de una célula que desempeña una función específica llamados Oragenlos. Por ejemplo: Mitocondrias, Ribosomas, lisosomas, Aparato de Golgi, etc.

NIVEL CELULAR: El Cuerpo Humano está formado por gran cantidad de Células, es decir son seres vivos pluricelulares. Las células se agrupan y se reparten las funciones entre ellas, conservando su independencia.

NIVEL TISULAR: Las células se agrupan con otras iguales a ellas y forman grupos llamados Tejidos. Las actividades están distribuidas entre los distintos tejidos. Cada tejido va cumpliendo con su función en el momento que le corresponde.

NIVEL ÓRGANOS: Un órgano está constituido por capas de tejidos que se reúnen para cumplir una función determinada, por ejemplo el Estómago es una parte diferenciada del cuerpo en donde se cumple la función de la digestión de ciertos alimentos; para cumplir esa función colaboran tejidos que segregan jugos digestivos; tejidos que cubren externa e internamente al estómago y tejidos musculares que le permiten realizar los movimientos para que mezclen y desmenucen los alimentos. Hay órganos que se encargan de digerir, excretar, reproducir, etc. por ejemplo los Platelmintos (Tenia saginata).

NIVEL SISTEMA de ÓRGANOS: En ellos, los órganos se asocian cumpliendo funciones conjuntas y forman Aparatos o Sistemas. Cada órgano contribuye con una parte del trabajo que le corresponde realizar al Sistema de órganos al cual pertenece, por ejemplo el Aparato Digestivo, Circulatorio, Excretor, Nervioso, Reproductor, etc.

La Célula.

4.1 origen de la célula y teoría celular.

Origen de la célula.

En 1665, Robert Hooke observó con un microscopio un delgado corte de corcho. Hooke notó que el material era poroso. Esos poros, en su conjunto, formaban cavidades poco profundas a modo de cajas a las que llamó células. Hooke había observado células muertas. Unos años más tarde, Marcelo Malpighi, anatomista y biólogo italiano, observó células vivas. Fue el primero en estudiar tejidos vivos al microscopio.

Sólo en 1838, y después del perfeccionamiento de los microscopios, el biólogo alemán Mathias Jakob Schleiden afirmó que todos los organismos vivos están constituidos por células.

Concretamente, en 1839 Theodor Schwann y Mathias Jakob Schleiden fueron los primeros en lanzar la teoría celular.

A partir de 1900, los investigadores de la célula enfocaron sus trabajos en dos direcciones fundamentalmente distintas:

Los biólogos celulares, dotados de microscopios cada vez más potentes procedieron a describir la anatomía de la célula. Con la llegada del microscopio electrónico, se consiguió

adentrarse cada vez en la estructura fina de la célula hasta llegar a discernir las estructuras moleculares.

los bioquímicos, cuyos estudios se dirigieron a dilucidar los caminos por los cuales la célula lleva a cabo las reacciones bioquímicas que sustentan los procesos de la vida, incluyendo la fabricación de los materiales que constituyen la misma célula.

Ambas direcciones han convergido hoy día, de tal forma que para el estudio de la estructura celular y de su función se aplican tanto técnicas bioquímicas como de biología molecular.

Teoría Celular.

El concepto moderno de la Teoría Celular se puede resumir en los siguientes principios:

1. Todo en los seres vivos están formados por células o por sus productos de secreción. La célula es la unidad estructural de la materia viva, y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.

2. Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula e cellula). Es la unidad de origen de todos los seres vivos.

3. Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.

4. Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética.

4.2 Características generales de la célula y procesos metabólicos.

Características generales.

Las células, como sistemas termodinámicos complejos, poseen una serie de elementos estructurales y funcionales comunes que posibilitan su supervivencia; no obstante, los distintos tipos celulares presentan modificaciones de estas características comunes que permiten su especialización funcional y, por ello, la ganancia de complejidad.12 De este modo, las células

permanecen altamente organizadas a costa de incrementar la entropía del entorno, uno de los requisitos de la vida.

Características Estructurales.

Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura (que puede ser una bicapa lipídicadesnuda, en células animales; una pared de polisacárido, en hongos y vegetales; una membrana externa y otros elementos que definen una pared compleja, en bacterias Gram negativas; una pared depeptidoglicano, en bacterias Gram positivas; o una pared de variada composición, en arqueas)6 que las separa y comunica con el exterior, que controla los movimientos celulares y que mantiene el potencial de membrana.

Contienen un medio interno acuoso, el citosol, que forma la mayor parte del volumen celular y en el que están inmersos los orgánulos celulares.

Poseen material genético en forma de ADN, el material hereditario de los genes y que contiene las instrucciones para el funcionamiento celular, así como ARN, a fin de que el primero se exprese.14

Tienen enzimas y otras proteínas, que sustentan, junto con otras biomoléculas, un metabolismo activo.

Características Funcionales.

Las células vivas son un sistema bioquímico complejo. Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son:

Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.

Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular.

Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia.

Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos

ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denomina quimiotaxis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales.

Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células de modo regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o negativo. El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular.

Tamaño, forma y función.

El tamaño y la forma de las células depende de sus elementos más periféricos (por ejemplo, la pared, si la hubiere) y de su andamiaje interno (es decir, el citoesqueleto). Además, la competencia por el espacio tisular provoca una morfología característica: por ejemplo, las células vegetales, poliédricas in vivo, tienden a ser esféricas in vitro.17 Incluso pueden existir parámetros químicos sencillos, como los gradientes de concentración de una sal, que determinen la aparición de una forma compleja.

Procesos Metabólicos.

Anabolismo:

Reacciones endergonicas (varias moléculas chicas: una molécula grande). Se utiliza energía para la fabricación de moléculas de gran tamaño a partir de la reacción

de moléculas pequeñas. Permite a la célula almacenar energía en las moléculas que se forman

Ejemplo: síntesis.

Catabolismo:

reacciones exergonicas (una molécula grande: varias moléculas chicas). se libera energía por ruptura de moléculas de gran tamaño que se transforman en

moléculas más pequeñas. permite a la célula disponer de energía para su utilización ejemplo: respiración.

4.3 Procesos Fisiológicos, transporte molecular a través de la membrana.

Hay dos tipos de transportes a través de la membrana plasmática o celular:

Transporte pasivo y el transporte activo

El pasivo, se caracteriza ir a favor del gradiente y no gastar energía al hacerlo.

Hay tres tipos de transporte pasivo:

1. difusión simple: que consiste en el paso de sustancias parecidas a la composición de la membrana.

2. difusión facilitada: que es el paso de sustancias a través de unas proteínas integrales que permite el paso de ciertas sustancias como el sodio, etc...

3. osmosis: es el paso del agua a través de los fosfolipidos (composición de la membrana), y consiste en el nombre más específico de la difusión simple del agua. La célula presenta agua y solutos en su interior y en su exterior en las cuales están presentes con una determinada concentración en el cual el proceso de osmosis se encarga de balancear.

Transporte activo: va en contra del gradienet, o sea gasta energía y hay dos tipos:

1. transporte activo primario: es la regulación de sodio que permite sacar sodio para afuera de la célula a través de una proteína llamada bomba de sodio potasio.

2. transporte activo segundario: es la regulación de sodio y potasio en la célula, pero su principal función es traer a dentro de la célula, glucosa. Este proceso se llama segundario dado a que involucra el proceso primario y además ocupa la misma bomba de sodio potasio (que es una proteína transportadora) para regular os niveles de sodio y potasio en la célula y su ambiente.