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.

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN DE LA ASIGNATURA

-BIOLOGÍA: la palabra biología está formada por dos vocablos griegos, "bios" (vida) y "logos" (estudio). Se trata de una ciencia natural que se dedica a analizar las propiedades y características de los organismos vivos, centrándose en sus origines y desarrollos.

Esta ciencia busca descubrir, a partir del análisis de estructura y procesos, aquella leyes de carácter general que regulan el funcionamiento orgánico.

-GEOLOGÍA: es la ciencia que analiza la forma interior y exterior de globo terrestre. De esta manera, la geología se encarga del estudio de las materias que forman el globo y de su mecanismo de formación. También se centra en las alteraciones que estas materias han experimentado desde su origen y en el actual estado de su colocación.