Biología y sus Fundamentos

Conceptos Clave en Biología

• Biología: Es la ciencia que tiene como objeto de estudio a los seres vivos y, más específicamente, su origen, su evolución y sus propiedades: nutrición, morfogénesis, reproducción, patogenia, etc.
• Disciplinas relacionadas: Química, física, medicina, agronomía, astrología, matemáticas, ciencias afines, biofísica, bioquímica.
• Vida: Es la unidad en la que todos los elementos están íntimamente relacionados.
• Origen de la Vida: Se cree que los organismos vivos aparecieron hace unos 4000 millones de años en la Tierra mediante un proceso lento y escalonado de evolución química ocurrida de forma natural gracias a la combinación de los distintos bioelementos.

Bioelementos y Principios Inmediatos

Los bioelementos son los elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Los principios inmediatos son las combinaciones químicas de los bioelementos.

Bioelementos Principales

• Oxígeno (O), Hidrógeno (H), Carbono (C), Nitrógeno (N), Azufre (S), Fósforo (P).
• Ejemplos de grupos funcionales: CH3 (metilo), OH (hidroxilo), COOH (carboxilo), CO (cetona), NH2 (amino).

Bioelementos Secundarios

• Indispensables: Calcio, Sodio, Potasio, Magnesio, Hierro, Cloro, Silicio, Boro, Manganeso, Yodo, Flúor.
• Pueden faltar: Aluminio, Cinc, Bromo.

Clasificación de los Principios Inmediatos

Estos pueden ser:

1. Simples
2. Compuestos
3. Orgánicos
4. Inorgánicos

Principios Inorgánicos

• Agua
• Sales Minerales

Principios Orgánicos

• Glúcidos
• Prótidos
• Lípidos
• Ácidos Nucleicos

Funciones de los Principios Inmediatos

A continuación, se detallan las funciones de los principales principios inmediatos:

Agua

• Más del 70% del peso corporal de un organismo.
• Soporte de reacciones químicas.
• Transporte y solvente de muchas sustancias.
• Regulador térmico.
• En células que no tienen pared o membrana rígida, mantiene su forma y volumen.

Sales Minerales

• Forman parte de la estructura ósea y dental (calcio, fósforo, magnesio y flúor).
• Regulan el balance del agua dentro y fuera de la célula (electrolitos).
• Intervienen en la excitabilidad nerviosa y en la actividad muscular (calcio, magnesio).
• Permiten la entrada de sustancias a las células (la glucosa necesita del sodio para poder ser aprovechada como fuente de energía a nivel celular).
• Colaboran en procesos metabólicos (el cromo es necesario para el funcionamiento de la insulina, el selenio participa como un antioxidante).
• Intervienen en el buen funcionamiento del sistema inmunológico (zinc, selenio, cobre).
• Forman parte de moléculas de gran tamaño como la hemoglobina de la sangre y la clorofila en los vegetales.

Lípidos

Conjunto de sustancias con propiedad física común:

• No se disuelven en agua, pero sí en éter, gasolina y cloroformo.
• Los más importantes son: grasas y ceras.
• Reserva de energía y aislamiento térmico.
• Forman las capas de la membrana celular y sus orgánulos.
• Son precursores de algunas vitaminas liposolubles (A, E, K).

Glúcidos (Carbohidratos)

Sus funciones principales en los seres vivos son energéticas y estructurales. Pueden ser:

• Simples: El principal representante es la glucosa. Es el combustible para producir la energía necesaria para realizar el proceso de respiración celular.
• Compuestos: Como el almidón. Es la forma de almacenar glucosa en los vegetales y el glucógeno en los animales.

Prótidos (Proteínas)

Elementos estructurales, sus precursores son los aminoácidos. Tipos: fibrosas y globulares. La síntesis de proteína ocurre en los ribosomas y en el citoplasma.

Ácidos Nucleicos

Son polímeros (unión de varios nucleótidos) compuestos por un ácido ortofosfórico, una pentosa y una base nitrogenada (adenina, citosina, timina, guanina, uracilo). Tipos: ARN y ADN.

• ARN: Ribosa + base nitrogenada (no timina, es decir, uracilo).
• ADN: Desoxirribosa + base nitrogenada (no uracilo, es decir, timina).

Función: Transmitir la información genética.

La Célula: Unidad Fundamental de la Vida

Conceptos Celulares

• Célula: Es la unidad fundamental de la vida, la unidad funcional más pequeña de los seres vivos. Su unidad de medida es la micra (0.001 mm).

Tipos de Células

• Procarióticas: Son aquellas que carecen de núcleo (ej. bacterias).
• Eucarióticas: Son aquellas que poseen núcleo (ej. hongos, célula animal y vegetal).

Estructura Celular

Membrana Celular

Es una película delgada que separa y comunica la célula con el medio externo. Compuesta por fosfolípidos, posee poros o canales de comunicación para la entrada de sustancias que le son necesarias y la eliminación de las que ya no le son útiles, gracias a los gradientes de presión.

Citoplasma

Es toda la materia comprendida dentro de la membrana plasmática, a excepción del núcleo. Contiene todos los orgánulos o partes especializadas de la célula.

Orgánulos Celulares

• Retículo Endoplasmático: Sistema de canales y sacos aplanados, se encuentra rodeando al núcleo. Función: Elaboración, transporte y almacenamiento de sustancias.
• Ribosomas: Partículas de forma esférica, libres o adosadas al retículo endoplasmático. Están formados por ARN ribosómico y proteínas. Función: Fabricar moléculas de proteínas.
• Mitocondrias: Forma alargada, rodeadas de una doble membrana (crestas mitocondriales), poseen dos compartimentos (espacio de la matriz y espacio intermembranoso). Función: Respiración celular (producción de ATP).
• Aparato de Golgi: Vesículas apiladas. Función: Empaquetado de sustancias de desecho.
• Vacuolas: Bolsas para contener sustancias de reserva o de desecho.
• Lisosomas: Transformación de grandes moléculas en partículas más digeribles.
• Centríolo: Estructura de forma cilíndrica. Juega un importante papel en los procesos de locomoción y división celular. Se ubica cercano al núcleo para formar, durante la división celular, el huso acromático que repartirá los cromosomas.
• Núcleo: Parte funcional de la célula donde se elabora la información para su correcto funcionamiento. Posee una membrana nuclear. Contiene la información genética y posee el mismo número de cromosomas que las células de los individuos de una misma especie (diploide-haploide).

Funciones Celulares

• Nutrición: Conjunto de procesos relacionados con la captación, transformación y consumo de energía.
• Relación: Respuesta a los cambios que se producen en el ambiente (homeostasis). Mecanismo para mantener constantes las condiciones del medio interno, aunque las del medio externo varíen.
• Reproducción: Cuyo objetivo es dar lugar a otras células semejantes a sí mismas, asegurando la continuidad de la especie y de la vida.

Célula Haploide y Diploide

• Célula Haploide: Es la que contiene la mitad del número normal de cromosomas (célula sexual).
• Célula Diploide: Es la que tiene el número doble de cromosomas (célula somática).

Reproducción Celular

• Mitosis o División Celular: Se produce en las células somáticas. Es un proceso de división celular por el que, a partir de una célula madre, se obtienen dos o más células hijas idénticas a la madre.
• Meiosis: Consiste en dos divisiones sucesivas análogas a la mitosis que se producen tras una única fase de replicación cromosómica, por lo que se originan cuatro células haploides a partir de cada célula diploide.

Organización de los Seres Vivos

Órganos, Aparatos y Sistemas

• Órganos: Es la combinación y disposición de forma particular de los tejidos. Parte del cuerpo de un ser vivo delimitada que realiza una función concreta. Ej: corazón, pulmón, riñón.
• Aparatos: La reunión de órganos con funciones interrelacionadas que provienen de distinto origen embrionario. Ej: aparato respiratorio, aparato reproductor, aparato digestivo.
• Sistema: Conjunto de órganos que poseen el mismo origen embrionario. Ej: sistema inmunológico, sistema cardiovascular y sistema nervioso.

Órganos de los Sentidos

Son estructuras especialmente diseñadas que poseen receptores sensoriales para captar la información procedente del exterior y transformarla en impulsos que van a ser procesados por los órganos del sistema nervioso.

Son:

• Vista
• Oído
• Gusto
• Olfato
• Tacto

Olfato

El órgano del olfato es la placa olfatoria (grupo de células especializadas conectada a fibras nerviosas) localizada en la mucosa pituitaria que tapiza el techo de las fosas nasales.

Gusto

Los receptores gustativos se encuentran en la mucosa de la cara superior de la lengua y, en menor medida, en el paladar y faringe; son pequeños grupos de células conectadas a fibras nerviosas que llegan hasta la corteza.

Tacto

El tacto nos informa de la dureza (duro/blando), la temperatura (frío/caliente), la textura (liso/rugoso) de los objetos; la piel es el órgano del tacto.

Vista

La vista nos informa del tamaño, la forma, el color, la posición, la distancia y la velocidad a la que se desplazan los objetos.

Partes que se encargan de protegerlos: párpados, pestañas, cejas.

Partes que se ocupan de la visión: pupila, iris, cristalino, retina.

Oído

El sentido del oído nos permite percibir los sonidos, su volumen, tono, timbre y la dirección de la cual provienen.

Las vibraciones sonoras son recibidas por el oído y esas sensaciones son transmitidas al cerebro.

Principales Aparatos y Sistemas del Cuerpo Humano

Aparato Digestivo

Es el encargado de garantizar al organismo el aporte continuo de oxígeno y sustancias nutritivas, que le permita obtener energía y los elementos básicos que intervienen en las reacciones químicas.

Aparato Reproductor

Es el conjunto de órganos que interviene de forma directa en la reproducción y en la formación de las hormonas sexuales (espermatozoides y óvulos).

Aparato Genital Masculino

Comprende órganos internos donde se fabrican los espermatozoides y las secreciones que los contienen, y unos órganos externos que son las estructuras que conducen los espermatozoides al exterior.

Aparato Genital Femenino

Comprende unos órganos genitales internos donde se fabrican las células sexuales femeninas y órganos genitales externos que intervienen en el coito.

Sistema Nervioso

Está compuesto por una serie de estructuras que recogen, procesan, almacenan y elaboran diversos tipos de respuestas para adaptar al organismo a los cambios externos y regular las funciones de los órganos internos.

También es capaz de realizar las funciones del habla y pensamiento.

Tipos de Tejidos y sus Funciones

Tejido Conectivo

Tiene la función primordial de sostén e integración sistémica del organismo. Ayuda a proteger al cuerpo al formar una barrera física contra la invasión y diseminación de microorganismos.

Tejido Epitelial

Es el tejido formado por una o varias capas de células unidas entre sí que recubren todas las superficies libres del organismo.

Constituyen el recubrimiento interno de las cavidades, órganos huecos, conductos del cuerpo y la piel. Forman las mucosas y las glándulas.

Tejido Muscular

Es un tejido que está formado por las fibras musculares o miocitos.

Compone cerca del 70% de la masa de los seres humanos y está especializado en la contracción, lo que permite que se muevan los seres vivos.

Tejido Nervioso

Está formado por 2 tipos de células:

• Neuronas
• Células gliales

Funciones:

• La neurona es la encargada de la transmisión del impulso nervioso.
• Las células gliales: nutrición y protección de las neuronas.