La célula.

-La célula es la unidad estructural y funcional del organismo. El funcionamiento del ser vivo es el resultado del funcionamiento de sus células. Son autónomas porque son capaces de valerse por sí mismas, por lo que tienen funciones vitales, tanto las unicelulares como las pluricelulares. Además una célula siempre procede de otra, es así que nuestra primera célula fue el cigoto, cuya división dio como resultado un feto. Todos esto abarca la teoría celular.

Hay dos tipos de células:

- La primera es la célula procariota, es la más primitiva, no contienen núcleo celular definido, cuyo material genético se encuentra disperso por el citoplasma. Son organismos unicelulares.

-La segunda se le denomina célula eucariota; 100 veces más grande que la procariota y contiene orgánulos.

Los orgánulos son diferentes estructuras contenidas en el citoplasma (espacio interno de la célula).

Las siguientes características son comunes tanto en las células procariotas como en las eucariotas:

-Membrana plasmática: separa y comunica el interior de la célula con el medio. Es una bicapa lipídica formada por fosfolípidos, glicolípidos y proteínas. Regula la entrada y salida de sustancias del citoplasma.

-Citoplasma: es la cavidad celular llena de líquido (citosol). Aquí es donde ocurren las reacciones del metabolismo (en las eucariotas también ocurren en los orgánulos).

-Ácidos nucléicos: ADN (ácido desoxirribonucleico) es el que dirige el funcionamiento celular a través de los ARN que fabrican las proteínas que son las que funcionan.

Orgánulos de la célula eucariota.

-Retículo endoplasmático: se comunica con la capa externa (membrana) del núcleo, es una serie de laberinto con canales. Comunica directamente con el núcleo e indirectamente con la membrana plasmática a través de su relación con el aparato de Golgi. Tiene dos partes; la parte rugosa y la parte lisa.

-Retículo endoplasmático rugoso: la rugosidad es debida a los ribosomas que contiene. Su función consiste en la síntesis de proteínas que se van a almacenar o exportar. Almacenan por ejemplo enzimas digestivas.

-Retículo endoplasmático liso: no contienen ribosomas, se encargan de fabricar lípidos en ambiente seco porque no son compatibles con el agua.

Tanto uno como otro se dedican también a la desintoxificación de la célula.

-Aparato de Golgi: son una serie de sacos membranosos apilados y aplanados (formado por 80 dictiosomas), se encuentra exactamente encima del retículo endoplasmático liso. Las sustancias fabricadas en el retículo endoplasmático van hacia el aparato de Golgi. Estas sustancias fabricadas se fusionan con el primer saco del aparato de Golgi. Así sucesivamente hasta que llega a la última membrana del aparato del Golgi y es expulsado. También puede haber el caso de que esa sustancia se almacene como los lípidos y las enzimas digestivas, estas últimas se almacenan dentro de los lisosomas, atrapadas para no poder digerir la propia célula. (La podemos ver en la figura n. 8).

También se genera la síntesis de glúcidos, en la célula vegetal se regenera la pared celular con los glúcidos.

-Lisosomas: son pequeñas vesículas membranosas procedentes del aparato de golgi contiene enzimas digestivas fabricadas en retículo endoplasmático rugoso. Son las causantes de la digestión intracelular, es el caso de las células unicelulares, el proceso llamado heterofagia, como cuando un protozoo se alimenta de una bacteria.

Todos los seres vivos hacen autofagia: las células se vuelven viejas y se digieren los orgánulos, creando luego otros nuevos a partir de la materia de la digestión de los anteriores orgánulos.

Nuestras células hacen autofágia, tanto la de los animales como la de los vegetales. Las propias células se comen unas entre otras

-Ribosomas: son orgánulos rígidos formados de ARNr y proteínas. Están formados de dos subunidades;

 su función es la síntesis de proteínas, este orgánulo se encuentra tanto en las células eucariotas y procariotas. Se encuentra en el citoplasma, en las mitocondrias, en el retículo endoplasmático rugoso y en los cloroplastos.

-Vacuolas: Son vesículas membranosas. Su función es almacenar diversas sustancias, mayormente agua. La presentan todas las células y en las células vegetales son de mayor tamaño, pues ocupan el 80% de la célula completa.

-Mitocondria: Fue una célula procariota primitiva aeróbia que se introdujo dentro de una célula eucariota, por lo que no llegó a digerirla, ya que le convenía su presencia, para que, de algún modo, evitar la oxidación por el propio oxígeno. Su función es quemar monómeros mediante oxígeno transformándolo en energía química + CO2+ agua, este proceso se le denomina respiración celular. Es un orgánulo de doble membrana que en su interior ocupa unas crestas mitocondriales y en la matriz mitocondrial contiene su propio ADN. 

-Cloroplastos: Tienen muchas similitudes con las mitocondrias, en el caso del cloroplasto, este fue introducido en una célula eucariota vegetal y no llegó a ser digerido. La fotosíntesis ocurre en este orgánulo; CO2+ agua+ sales+ luz dan lugar a los monomeros necesarios para el desarrollo de la planta. Contiene una triple membrana, la más interna es la membrana de los tilacoides (son sacos aplanados y apilados que forman parte de la estructura de la membrana de luz de la fotosíntesis), todo esto es exclusivo de los vegetales.

-Centrosoma: Orgánulo muy pequeño, está en la periferia del núcleo y tiene un aspecto estrellado. Son dos cilindros aparejados compuestos de proteínas, responsables de los movimientos de los cromosomas durante la división. No están rodeados de membrana y forma parte del citoesqueleto; entramado tridimensional de proteínas que provee soporte interno en las células.

-Membrana plasmática: Formada de una bicapa de fosfolípidos. En la cabeza de los fosfolípidos se encuentra el colesterol que estabiliza la bicapa impidiendo que se vuelva monocapa. El colesterol permite el intercambio del medio interno y externo, con todo esto se le denomina modelo del mosaico fluido porque se muestra la bicapa de fosfolípidos con proteínas asimétricas.

- Pared celular: exclusivo en los vegetales, es un orgánulo extraceluar. Sus componentes se fabrican en el aparato de golgi y son vertidas al exterior de la célula. Está formada básicamente de celulosa, es un plisacárido y ocupa 1/2 del carbono terrestre.

La pared celular es una envoltura muy resistente, su función es sostener la propia célula y hace que no se deslice entre las demás. Protege la célula del choque osmótico.



-Citoplasma: es la cavidad celular o hueco donde contiene un líquido hialino (se deja atravesar por la luz). Es básicamente agua, monómeros, sales, metabolitos y proteínas enzimáticas.
Este líquido hialino es el llamado citosol; donde las sustancias se encuentran disueltas, suspendidas (sedimentación) y dispersas (dispersión coloidal).
Los metabolitos son cualquier molécula utilizada o producida en el metabolismo; un ejemplo es el ácido láctico, producto de desecho de la glucosa (sustrato). El metabolismo ocurre en el hialoplasma con enzimas digestivas, este es único es células eucariotas y procariotas pero existen diferencias, y es que en las eucariotas el trabajo del metabolismo se reparte en los diferentes orgánulos.
Todo el hialoplasma se encuentra atravesado por un citoesqueleto, este son filamentos insolubles de proteína dando la forma de la célula.
Hay muchas estructuras celulares como el centrosoma derivadas del citoesqueleto, también los cilios y flagelos, corrientes citoplasmáticas, invaginaciones de la membrana y en general todos los movimientos celulares.

-Núcleo: es una estructura membranosa, en las células eucariotas, de doble membrana nuclear. La membrana del núcleo es una parte especializada del retículo endoplasmático rugoso. Las dos capas forman un poro que hace comunicar el interior del núcleo con el citoplasma. El líquido del núcleo es denominado nucleoplasma; igual que el citosol. Aquí se encuentra disperso el ADN llamada cromatina; conjunto de ADN, histonas y proteínas que se encuentran en el núcleo de la célula. Cuando la célula se va a dividir la cromatina se vuelve cromosoma; pequeños cuerpos donde se empaqueta y organiza la cromatina del núcleo celular. 

El núcleo orgánulo que se encuentra en el núcleo es el nucleolo, este es el encargado de la transcripción del ARNr.

Proteínas.

-Son polímeros de monómeros distintos, llamados aminoácidos. Hay 20 aminoácidos distintos. Generalmente el aminoácido es así:

Se distinguen unos de otros por el resto (la R en la imagen). La palabra proteína viene del griego, que significa el primero más abundante, cualitativa y cuantitativamente.

Cuantitativamente porque son más del 50% de la materia seca de nuestro cuerpo. Y cualitativamente porque es la que tiene más funciones dentro del organismo . No funcionan apenas como fuente energética, pero sí funcionan como hormonas mensajeras químicas, insulina, hormonas del crecimiento. Forman estructuras como: membranas, cilios, flagelos, pelos. Generan movimiento: músculos. También forman anticuerpos y hemoglobina siendo una proteína conjugada.

Pero lo más importante de las proteínas es que la mayoría son enzimas, actúan como catalizadores (aceleran reacciones químicas del metabolismo) siendo una enzima para cada reacción química.

Los aminoácidos están colocados en cierto orden en las proteínas; llamadas secuencia, la secuencia aporta una información. Esta secuencia de aminoácidos determina la forma de la proteína, la forma determina el funcionamiento de la proteína, la proteína depende de la forma para ejercer cierta función.

La enzima automáticamente capta al sustrato encajante y lo divide en dos. El sustrato es complementario de la enzima.

Caben tantas combinaciones posibles de aminoácidos como formas de proteínas. Los seres vivos necesitamos tantas moléculas diferentes como funciones.

Las proteínas adquieren espontáneamente una forma dependiendo de las polaridades de los aminoácidos, el resultado es una proteína de menor energía, más estable y tiene más enlaces. Los enlaces que forman la proteína siempre son débiles, así se alteran fácilmente. Se alteran de varias maneras como cambiándoles el PH, la temperatura, someterlas en sal, etc. Al perder la forma pierden la función desnaturalizándose. Como cuando tenemos fiebre alta, nuestras proteínas pueden terminan rompiéndose causándonos la muertes, por lo tanto las proteínas son termolábiles. Si devuelves la proteína a sus condiciones sin haberse roto las cadenas de los aminoácidos se renaturalizarán. 

La mayoría de las proteínas son solubles en agua porque la mayoría de los aminoácidos son polares, pero son muy grandes, para que se disuelvan, a parte de ser polar, deben de tener un diámetro pequeño. La dispersión actúa cuando el diámetro es mayor y sigue siendo polar divididos en dos estados (sol/gel). El estado sol es cuando la dispersión es más acuosa y el gel es cuando abunda más el sólido. Como el interior de la célula llamado citosol.

Son posible tantas combinaciones en las proteínas que lo verdaderamente difícil es que coincidan. Nuestro sistema inmunitario es capaz de reconocer nuestras propias proteínas, si es diferente ataca a esa proteína, como ocurre en los transplantes de órganos.

Ácidos nucleicos.

Los ácidos nucleicos son polímeros de monómeros llamados nucleótidos. Son los más grandes de las moléculas orgánicas con miles de millones de átomos. Mientras que los glúcidos y los lípidos siempre tienen los mismos monómeros, en el caso de los ácidos nucleicos los monómeros son diferentes (Adenina, Timina, Citosina, Guanina, Uracilo). Los nucleótidos están formados de una pentosa, que puede ser ribosa (ARN) o desoxirribosa (ADN). 

Todas las pentosas forman un enlace glucosílico siempre unido a una base nitrogenada (Adenina, Timina, Citosina, Guanina, Uracilo) y también unido a un ácido ortofosfórico. Lo que se diferencia entre un nucleótido de otro es en la base nitrogenada.

Son polímeros de monómeros diferentes, siempre son los mismos nucleótidos y diferente secuencia, aportan información genética que es igual al orden de los nucleótidos en el ADN, todos tenemos los mismos nucleótidos en diferente orden. 

Hay dos tipos de ácidos nucléicos ADN (A, T, C, G) y ARN (A, U, G, C). El orden de los nucleótidos es el código genético que es exactamente como un idioma. Las letras del idioma son: A, T, C, G y las palabras son tripletes (tres nucleótidos), cada triplete es un aminoácido. La secuencia de nucleótidos del ADN determina la secuencia de aminoácidos de una proteína. Esto se le denomina a una proteína completa. Luego la proteína realiza la función.

El ADN es una molécula única en los seres vivos. Es la única molécula capaz de servir de molde para duplicarse. El ADN tiene dos cadenas que se separan para duplicarse formándose otra cadena complementaria, y así dando lugar a cuatro cadenas idénticas dos a dos.

Esto permite la transmisión del código genético a las células hijas y a la descendencia.

Es capaz de transmitir su información a la célula a través de sus intermediarias los ARN. Para sacar la información del núcleo el gen crea ARNm (mensajero) que es una copia del gen, a este proceso se le denomina transcripción, en los nucleótidos del ARNm se cambia el Uracilo por la Timina. El ARNr (ribosómico) sintetiza (crea) las proteínas y el ARNt (transferente) transporta los aminoácidos a los ribosomas. Los ribosomas están compuestos de proteínas y de ARNr, el ribosoma "lee y traduce" el gen que trae el ARNm uniendo aminoácidos que transporta el ARNt en cada triplete.

El ADN dirige el funcionamiento celular a través de los ARN que fabrican las proteínas que son las que realizan las funciones.

Lípidos.

-Son las únicas moléculas orgánicas que tienen composición química heterogénea.
Sólo tienen una característica en común, son polares, a diferencia de las proteínas y glúcidos. Son moléculas orgánicas que no se disuelven en agua y si son solubles en disolventes orgánicos, son hidrófobos (repelen al agua) y lipófilos (afinidad con los lípidos).
Tienen una clasificación más compleja en dos grupos. Derivados de ácidos grasos y derivados del isopreno. Los lípidos derivados de ácidos grasos son saponificables (jabón). Los ácidos grasos son las moléculas más características de los lípidos, forman hidrocarburos apolares con un grupo ácido en el extremo polar (COOH), también tienen un grupo alcohol. Este grupo completo son anfipáticos, por lo tanto son repelidos por el agua. Como es el ejemplo de la glicerina, junto a los grupos hidróxilos estarían unidos los trigliceridos.

Los ácidos grasos son moléculas más reducidas por la cantidad de hidrógeno, más apolares que los monosacáridos, por tanto están menos oxidados y aportan más energía que los monosacáridos.

La principal función de la grasas es la reserva de energía. Es la principal función energética de los animales, un gramo de grasa tienen 6 veces más energía que un gramo de almidón.

Si tuviéramos como reserva los monosacáridos pesaríamos el doble. 

Los fosfolípidos son un tipo de lípidos anfipático compuestos por una molécula de glicerol (glicerina) con dos grupos OH esterificados con ácidos grasos; estos forman enlaces ester. Y el tercero de los OH no lo tiene con un ácido graso, sino con un ácido ortofosfórico; este esterifica con el tercer grupo OH. También tiene una base nitrogenada que captura cargas positivas (polar). Son anfipáticas porque tienen carga polar y apolar. Tienen un comportamiento en el agua especial, la parte polar se atrae con el agua y las colas apolares huyen del agua uniendose entre ellas. Forman una bicapa lipídica de fosfolípidos, como está formada la membrana plasmática.

Los no saponificables son los derivados del isopreno, sustancia que se elabora de forma natural en los seres vivos, y es generalmente el hidrudo más común en el cuerpo humano. Tienen muchos dobles enlaces. 

Los lípidos derivados del isopreno no se parecen en nada a los lípidos anteriores, no tienen enlace ester, ni ácidos grasos.

Están formados de muchas moléculas de isopreno, no están aisladas unas de otras. Dos isoprenos unidos se denomia terpeno. La cantidad de dobles enlaces hace que tengan muchos colores; el caso del caroteno (color naranja o rojo), antofila (color amarillo) y clorofila (color verde). Al haber muchos enlaces dobles también explica que se compartan muchos electrones en los enlaces covalentes. Siempre que las moléculas compartan muchos electrones, estos tienen una cierta libertad que les hacen saltar de un enlace a otro dejando al átomo cargado positiva o negativamente según el caso. Los pigmentos fotosintéticos convierten la energía electromagnética en energía química al mover el electrón con el fotón de luz.

Los terpenos son derivados directos del isopreno. Un derivado indirecto del isopreno son los esteroides. La siguiente imagen muestra varios ejemplos de esteroides.

Los esteroides son precursores de las vitaminas A, D y K, las hormonas sexuales y el colesterol. El colesterol es un lípido que forma parte de la membrana plasmática, está pegado en las cabezas de los fosfolípidos estabilizando y haciendo fluida la membrana para el intercambio de solutos y evitando que la bicapa se transforme en monocapa, es esencial en la dieta para todas las membranas celulares. El exceso de colesterol es perjudicial porque se acumula en las paredes de los vasos sanguíneos cerrando prácticamente la circulación de la sangre (aterosclerosis).

Regulación de los equilibrios osmóticos.

En nuestro medio interno se encuentra alta cantidad de agua con otras sustancias; como la glucosa (sustancia pequeña) solubles en agua, y otras sustancias más grandes que son insolubles (dispersión), el medio interno es turbio. El agua actúa de dispersante y la fase dispersa la sustancia soluble. Es posible que no sedimente esa sustancia por el calor específico.
Hay otras sustancias que son muy grandes y muy solubles y sedimentan en el medio acuoso (suspensión).
Desde que se forma una dispersión o disolución parece un movimiento en la fase dispersa que ocurre hasta que se igualen las concentraciones (difusión).

Esto da lugar a un transporte de sustancias gratuito sin consumo de energía.

El movimiento se produce por la presión osmótica, es directamente proporcional a la concentración del soluto. La célula contiene soluto como las sales y se va introduciendo agua en el interior de la célula hasta conseguir que explote, si la célula no contiene sales expulsa agua hasta arrugarse (plasmolisis).

El medio es hipertónico cuando hay más solutos fuera que en la célula, ocurre entonces la plasmolisis (la célula se arruga) e hipotónico cuando hay más solutos dentro de la célula que fuera de ella, ocurre así la turgencia (la célula se hincha).

El organismo va a tender a estabilizarse como bien expliqué anteriormente, por lo tanto intentara que la cantidad de soluto sea proporcional dentro y fuera de la célula, en este caso, el medio será isotónico. El choque osmótico se produce cuando el medio se encuentra hipertónico o hipotónico.

La homeostasis es una propiedad de los organismos vivos que consiste en la capacidad de mantener una condición interna estable.

Mantenimiento de los equilibrios ácido/base.

El PH es la medida de acidez o alcalinidad de una disolución, y en nuestro organismo debe obtenerse una neutralidad entre la acidez y la alcalinidad o base (6,5 ó 7) porque si no se producen unos cambios de cargas eléctricas en las proteínas, dándole otra forma diferente a estas y eliminando su función.

En el organismo, como dije antes, se produce una serie de reacciones en el metabolismo donde el PH se desequilibra y el organismo trata siempre de regularlo utilizando las células sales para neutralizar estos cambios mediante un tampón (ácido o base débil / sal correspondiente) la forma salina captura las cargas H+/-OH; estas moléculas son las responsables del desequilibrio del PH, y así, con esta captura, el PH no cambia.

Moléculas orgánicas.

Glúcidos.

-Se les conocía como carbohidratos. El nombre más propio es el polihidroxialdeido. Están compuestos de hidrocarburos (CH). Todos los C menos uno tienen un grupo hidroxilo (OH), ese uno que no tiene el grupo OH se le llama carbonilo teniendo doble enlace con el oxígeno. Si el carbono está en el extremo se le denomina aldehído, y si está en el interior se le llama acetona. Esto da origen a monosacáridos polares.

Todos los monosacáridos presentan carbonos asimétricos, tienen enlaces con cuatro sustancias diferentes.

A partir de 5 átomos de carbono no forman moléculas lineales, sino cicladas; así con esta estructura son más estables.

Los monosacáridos son  los glúcidos más sencillos (gliceraldehído) 3 átomos de carbono . Los glúcidos más complejos son los que tienen 5 átomos de carbono como la ribosa (ADN), la desoxiribosa (ADN), ribulosa (fotosíntesis), con 6 átomos de carbono; glucosa (hexosas), galactosa (aldohexosa), fructosa (cetohexosa).

Estos son los monómeros del resto de los glúcidos.

La glucosa más la galactosa da origen a la lactosa, disacárido (dos monosacáridos) de la leche. Unidos por enlaces glucosílico. Desprende agua y se rompe con agua (hidrólisis).

Otro disacárido importante se forma por la glucosa más fructosa, es la sacarosa, disacarido de la remolacha, el azúcar de caña. Los anteriores disacaridos nombrados son naturales.

Tanto los monosacaridos como los disacaridos actúan como fuente de energía rompiendo sus enlaces covalentes se libera la energía química que almacenaban estos enlaces, la única forma de energía aprovechable por la célula. Por la respiración celular se obtiene energía, que es el conjunto de reacciones bioquímicas por los cuales determinados compuestos son degradados completamente por oxidación, hasta convertirse completamente en sustancias inorgánica.

Luego están los oligosacaridos que son los que tienen de 2-10 monosacáridos y los polisacáridos tienen más de 10. Dentro de los polisacáridos nos encontramos con el almidón; reserva energética que tiene los vegetales. Y el glucógeno en los animales, pero no es tan importante el glucógeno para los animales que el almidón para los vegetales.

La celulosa es un polisacárido estructural, formado por dos glucosas, forma la pared celular y así las paredes vegetales de todas las plantas. Las plantas contienen paredes vegetales, en la osmosis cuando la célula está en fase de plasmolisis, esta no llega a explotar porque las impide las paredes celulares.

Composición molecular de los seres vivos.

1. Bio y oligoelementos

-La materia está formada de átomos, átomos de todo el universo donde se recopilaron en una tabla periódica.

Hay 60 elementos que componen todos los seres vivos, y solo 27 lo están en todos ellos.

Los átomos que componen los seres vivos no dependen de la abundancia de estos. Los elementos de la tabla periódica que componen todos los seres vivos están agrupados en ciertas áreas específicas de la tabla, esto quiere decir que entre ellas hay ciertas características semejantes que a los seres vivos nos interesaba para nuestra primitiva formación y posterior evolución. La mayoría de los elementos que componen los seres vivos tienen un peso atómico bajo. Esto hace que el peso atómico sea inversamente proporcional a la fuerza del enlace intramolecular. Otra consecuencia de tener un peso atómico bajo es que el calor específico sea alto. El calor específico es la cantidad de calor necesaria para aumentar 1ºC la temperatura de un gramo de cualquier sustancia. Esto sirve para amortiguar los cambios de temperatura, es muy importante para los seres vivos porque funcionamos mediante reacciones donde se absorbe o se desprende energía. Si estuviéramos compuestos de moléculas de calor específico bajo nos calentaríamos indeseablemente. Los átomos forman a los seres vivos por sus propiedades vitales. Al igual que contenemos iones monovalentes, que son equilibrios químicos de concentraciones (Na+, K+, Cl-).

El carbono es muy poco abundante en la Tierra pero le pertenece a los seres vivos un 20%. El esqueleto de todas las moléculas orgánicas está formada de carbono gracias a sus propiedades, que son:

-Contiene cuatro electrones en su última capa para formar cuatro enlaces.

-Dos átomos de carbono enlazados permanecen muy estables por el bajo peso atómico.

-También con la mayoría de los restantes elementos que forman los seres vivos se forman enlaces. Formando moléculas en 3D (forma espacial), se debe a que el átomo de carbono se encuentra en un tetraedro teórico y cada uno de los vértices del carbono lanza sus cuatro enlaces.

-El carbono puede formar enlaces muy largos que no se rompen por su estabilidad que hay en los enlaces covalentes entre los carbonos. También se pueden formar moléculas con distintas formas, como quitando o añadiéndoles anillos.

-Gracias al carbono los seres vivos podemos hacer multitud de funciones.

Los Bioelementos.

-Son aquellos átomos que se encuentran en los seres vivos en cantidades superiores al 0,1%. Es el caso del (C,H,O,N) 95%, también aparecen el P, S, Ca, Na, K. Pueden aparecer aislados o formando moléculas. Se dividen en dos grupos; primarios y secundarios.

Bioelementos primarios: son los elementos indispensables para formar las biomoléculas orgánicas: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos. Constituyen el 96% de la materia viva seca. (C, H, O, N).

Bioelementos secundarios: se clasifican en dos grupos: indispensables y variables. Los indispensables son Ca, Na, K, Mg, Cl, Fe. Y los variables: B, Br, Cu, Mn, F, Si, I.

Los Oligoelementos.

Inferiores al 0,1% son el Mg, I, Co. También denominados bioelementos traza y utratraza, estos varían en los seres vivos, se encuentran en cantidades muy pequeñas. Es difícil de saber exactamente sus funciones vitales.

Composición molecular.

Las moléculas más abundantes en nuestro organismo es el agua, que se encuentra en el orden del 70% del peso total, si le quitamos el agua al organismo da lugar al peso seco; el 95% del peso seco es materia orgánica, y el 5% son sales. La materia orgánica es lo más característico de los seres vivos (macromoléculas), son polímeros de monómeros iguales, como glúcidos y lípidos que funcionan como fuente de energía o almacén. También tienen función estructural como la membrana celular está formada de lípidos. O también se pueden encontrar polímeros de monómeros diferentes. Es el caso de las proteínas (formada por 20 aminoácidos diferentes) y los ácidos nucleicos (4 nucleótidos diferentes). Poseen secuencias (orden) como el ADN en los ácidos nucleicos. Dan cierta información genética, hereditaria. La forma de una proteína determina su función.

El agua

Tenemos mucha en el organismo por sus propiedades necesarias para los seres vivos. Estas propiedades son anómalas derivadas de su composición. El oxígeno tiene 6 electrones en su última capa y se une con dos átomos de hidrógeno, generando un enlace covalente-dativo (anómala). Esto se debe a la electronegatividad de ambos (que son muy diferentes), el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno. Esto hace al oxígeno le aparezca una cierta carga negativa y al hidrógeno una cierta carga positiva. Electricamente sigue siendo neutra como todos los enlaces covalentes , pero a su vez están electricamente cargadas creando una dipolaridad.

Formando enlaces entre moléculas llamadas puente de hidrógeno.

Esto explica sus propiedades anómalas y vitales. Cuando el agua se encuentra en estado líquido, las moléculas no están exactamente aisladas, forman tetraedros entre ellas de 3,4,8 ó 9 moléculas.
El agua es líquida a temperatura ambiente, debería ser gaseosa, esto no es así por la unión intermitente de las moléculas mediante los puntes de hidrógeno.
El agua es un disolvente universal, disuelve a las sustancias polares (con cargas eléctricas) por lo que disuelve a la mayoría de las moléculas orgánicas. Las cargas del agua rodean y aíslan las cargas de las moléculas polares. El agua transporta por difusión, que es un proceso por el cuál las partículas materiales se introducen en un medio que inicialmente estaba ausente de estos materiales, aumentando el desorden molecular del sistema conjunto formado por el soluto y el medio por donde se disuelven. En las reacciones metabólicas se intercambia mucha energía, nuestro organismo estabiliza la temperatura de estas reacciones gracias a que nuestro medio interno es agua, y el agua tiene un calor especifico alto.

Los seres vivos somos termolábiles; nos alteramos con facilidad por la acción del calor, gracias al calor específico alto del agua que contenemos, regulamos la temperatura con facilidad.

Todas las funciones vitales tienen funciones pasivas, sin embargo, el agua tiene funciones activas dentro del organismo:

-La hidrólisis, proceso por el cuál el agua rompe todos los enlaces que desprenden agua cuando se forman (enlaces de materia orgánica).

-La hidratación es una reacción dentro del metabolismo donde a la sustancia se le añade agua.

 -Redox: reacciones de óxido-reducción como la fotosíntesis.

-Síntesis de ácidos grasos: para fabricarlos necesitan agua (aunque se repelan con el propio agua).

Sales minerales 

Una sal es la unión de un ácido más una base; enlace iónico. Como las sales las tenemos disueltas en el organismo, no es que tengamos sales en sí, sino iónes (aniones y catiónes). Cl-, -H2PO4, -HCO3 (aniones), K+, Na+, Mg++, Ca++ (cationes).

Por un lado tenemos más sales con funciones específicas. El impulso nervioso que tenemos en los músculos se debe al Cl-, Na+, K+. Además de estas, todas las sales cumplen una serie de funciones generales; la regulación de los fenómenos osmóticos.

 

 

 

 

 

Tema 4. Características generales de los seres vivos.

-los seres vivos están hechos de materia como el resto del universo. Poseemos ciertas características específicas que nos diferencia del resto del universo.

No hay una definición de los seres vivos, pero se podría decir que se caracterízan por sus propiedades; las funciones vitales:

-Función de nutrición: captar materia del exterior y utilizarla para nuestro propio funcionamiento. 

 -Función de relación: captar estímulos y responder adecuadamente, esta función vincula al ser vivo con el medio ambiente.

 -Función de reproducción: capacidad de producir descendencia semejante a nosotros. La función de reproducción no fundamenta la supervivencia de un ser vivo, sino la de su misma especie. Ya que quien se extingue no es el propio individuo si no la especie donde integra este mismo. En esta función se utiliza el 60% de energía del individuo para la perpetuación de la especie.

Estas tres funciones nos da autonomía (nos valemos por nosotros mismos).
Existe una excepción, son los virus, ni hacen función de nutrición ni de reproducción. Sólo hacen relación; reconocen la célula que pueden infectar (como los linfocitos en el caso del virus del SIDA). El virus subversiona el aparato celular para si mismo y así multiplicarse dentro de un organismo.

Otra característica de los seres vivos es que estamos formados por células, y de nuevo, excepto los virus que son más sencillos. La célula es la unidad estructural y funcional (realizan las funciones vitales). Estas conservan las funciones de nutrición, relación y reproducción tanto los organismos unicelulares y pluricelulares.

-Los organismos unicelulares están formados por una única célula como bacterias y protozoos. Representan la gran mayoría de seres vivos que habitan en la tierra.

-Los organismos pluricelulares son aquellos que están formados por dos o más células como plantas y animales, surgen de una célula la cuál se multiplica generando un organismo.

Los seres vivos somos máquinas que funcionan con reacciones químicas. El conjunto de reacciones químicas que ocurren dentro del organismo es el metabolismo. Exceptuando los virus.

Somos más complejos comparados con el universo, somos el resultado de una ley del universo que bajo ciertas condiciones hace que la materia tiende a aumentar continuamente su complejidad.

Todo el universo se encuentra organizado por niveles de complejidad creciente e incluso unos niveles dentro de otros. Un ejemplo es la célula que compone los organismos unicelulares y pluricelulares, como también sabemos que cada organismo unicelular y pluricelular se compone de células.

-La materia está formada de protones, neutrones y electrones (particulas subatómicas).

Un átomo es la parte más pequeña de la materia conservando sus propiedades, cuando nos referimos a niveles subatómicos se pierde las propiedades de la materia.

Los átomos forman moléculas, son átomos enlazados. Aquí acaba la clasificación del universo abiótico (sin vida). Lo más complejo que se puede encontrar en el universo abiótico son los silicatos que se encuentran amorfos o cristalinos.

Lo sucesivo que encontramos es el universo biótico donde si podemos observar indicios de vida. El siguiente nivel tras las moléculas son las macromoléculas, miles de millones de átomos. Como las proteínas, ácidos nucleicos, glúcidos y lípidos.

Son muy grandes porque están constituidos por polímeros, y estos a su vez de monómeros.

Como puede ser la proteína (polímero) formada de 20 aminoácidos (monómeros).

Los ácidos nucleicos (polímeros) formados de 14 nucleótidos (monómeros).

Glúcidos formados de monosacáridos y los lípidos formados de ácidos grasos. Aunque se reconoce mejor que los lípidos están igualmente formados de de los mismos monómeros, que actúan de almacén y reservan, también tienen función estructural como las proteínas.

Sin embargo las proteínas y los ácidos nucleicos están siempre formados de diferentes monómeros.

Los ácidos nucleicos tienen la información genética en el orden de sus monómeros.

Las proteínas tienen su secuencia de aminoácidos que determina su función y su forma.

-Las moléculas se asocian entre sí formando complejos supramoleculares. Un ejemplo es la unión de una proteína más un ácido nucleico dando lugar a una nucleoproteína.

Los complejos supramoleculares se asocian formando orgánulos, como el caso de los cromosomas o ribosomas.

Los orgánulos se asocian entre sí formando células. Todos los niveles anteriormente nombrados, en su conjunto, hacen que la célula conserve sus propiedades para que tenga vida, los niveles anteriores de lo contrario, no mantienen ninguna propiedad para que se les defina como que si la tengan.

Las células están dividida en dos grupos; procariotas y eucariotas.

-Célula procariota: son las células más primitivas, contienen  el material genético disperso por el citoplasma, carecen de núcleo.

-Célula eucariota: son células con un núcleo definido delimitada por una doble capa lipídica, en el interior del núcleo se encuentra la información genética.

Un organismo está formado por una organización de células. Existen organismos pluricelulares sin tejidos como las algas, esponjas y medusas.

Y también con tejido, más complejos, formados de células, como la célula muscular.

El siguiente nivel es el órgano compuesto de tejido. Como el estómago. En la siguiente imagen se pueden apreciar las diferentes clases de tejidos que juntos componen el estómago.

La agrupación de órganos forman los aparatos para cierta función. Como por ejemplo el aparato digestivo.

La asociación de aparatos son los sistemas, conjunto que trabajan para cumplir alguna función fisiológica en un ser vivo. Como el sistema nervioso.

Los individuos no están aislados, estos forman poblaciones, el siguiente nivel. La población en biología, son agrupaciones de individuos de la misma especie que coexisten en un mismo espacio y tiempo. 

Podemos definir un tipo de relación dentro de la población, la llamada relación intraespecífica. Los organismos o individuos de la misma población interaccionan entre ellos, formando familias, sociedades, competencia, etc.

El siguiente nivel son las comunidades o biocenosis; conjunto de poblaciones en el mismo lugar (biotopo) y tiempo.

Encontramos una relación denominada relación interespecífica, como la depredación o el parasitismo.

El siguiente nivel es el ecosistema, formada por una biocenosis (comunidad) y un biotopo (medio físico).

A medida que evolucionan los seres vivos se vuelven más complejos para alcanzar una mayor división entre las células, poblaciones, comunidad, etc. Con la finalidad de aumentar la eficiencia para conseguir un mayor mantenimiento de la energía y evitar mucho más el consumo de esta.