1) El documento describe las características de los seres vivos, incluyendo que están compuestos de células y los elementos químicos fundamentales como carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.
2) También describe las diferencias entre células procariotas y eucariotas, siendo las principales que las procariotas carecen de núcleo verdadero mientras que las eucariotas sí lo poseen.
3) Explica además las biomoléculas fundamentales como prote
Los Nueve Principios del Desempeño de la Sostenibilidad
Clase 3 Características de lo vivo (Las CéLulas)
1. x
. m
Características de los seres o m
vivos
e.c
u t
.g
w
w
w
Autor: Maestro en Ciencias Bioquímicas Genaro Matus Ortega
genaromatus@excite.com, genaro_matus@hotmail.com
2. Temas a Desarrollar: x
.
- Características propias de los seres vivos.m
m
- Los niveles de organización biológica.
o
.c
Las Células
e
u t
-Composición de la materia viva
.g
-La Célula y visión panorámica al ciclo y la división celular
w
-Entidades acelulares
w
-Eucariontes vs Procariontes
w
5. Características propias de los seres vivos
x
. m
Todos los seres vivos están formados por células, de
donde derivan varias características de la materia
viva:
o m
estructural y funcional.
e.c
1) Todas las células tienen un alto grado de organización
u t
2) Todas las células están compuestas de los bioelementos
CHONSP, que generan cuatro biomoléculas fundamentales (ac.
.g
Nucleicos, proteínas, lípidos y azúcares).
w
3) Todos los sistemas celulares están delimitados por una
w
membrana plasmática .
w
4) Todas las células presentan un metabolismo propio.
6. Características propias de los seres vivos
x
. m
5) Todas las reacciones químicas que realizan las células son
realizadas por enzimas.
o m
.c
6) Todas las células se replican y duplican generando más
sistemas celulares.
t e
7) Todos los sistemas de auto-duplicación celulares están
u
basados en la duplicación de ADN y ARN.
g
.
8) Todas las células tienen diferenciación (cambios de forma o
de función).
w
w
w
7. Características propias de los seres vivos
x
. m
9) Todas las células tienen sistemas de señalización química.
10 ) Presentan irritabilidad (taxia)
o m
e.c
11) Todas la células comparten al adenosín trifosfato (ATP) o
algún análogo como moneda energética.
u t
12) Todas las células son resultado de la evolución biológica y
presentan adaptación.
.g
w
13) Son entidades quirales.
w
w
8. x
. m
o m
e.c
ut
Composición de la materia viva
.g
w
w
w
9. x
La composición de la materia viva
. m
Los Elementos Biogenésicos
(CHONSP)
o m
Todas las formas de vida,
están constituidas por los
e.c
mismos elementos químicos
Solo un 26–28% de los
u t
.g
elementos químicos se hallan
en forma natural en las
células.
w
Cuatro de
w
ellos son
fundamentales y constituyen
w
el 92% o más del peso
celular.
10. Los Biolementos
x
H
. mO F He
Li
Na Mg
Be
mSi P S Cl
B C N
o Al
Ne
.CucZn Ga As Se Br
Ar
K Ca Sc Ti
t e Sn I
V Cr Mn Fe Co Ni Ge Kr
Rb Sr Y Mo
Zr Nb
g uTc Ru Rh Pd Ag Cd In Sb Te Xe
Cs Ba Hf WTa
. Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
w
w
Fr Ra
w
Los más abundantes o macroelementos (negritas), los presentes en pequeñas cantidades
en todos los organismos o microelementos (cursivas), y los que son necesarios en algunos
organismos en cantidades mínimas o elementos traza (subrayados).
11. x
. m
o m
e.c
u t
29 % Materia
.g
Figura 3. Estructuración de los compuestos biológicos en
una célula promedio.
w
1 % Minerales
Orgánica
(CHONSP)
w
w 70 % Agua
(H y O)
12. Comparando con la composición de la Tierra:
x
. m
o m
e.c
u t
.g
w
w
w
13. Macro, micro y oligo bioelementos
x
Los macroelementos CHONSP
conforman el 92 % de la materia . m
Figura 2a. Composición porcentual en masa de los
biolementos en el cuerpo humano
viva.
o m Oxígeno 65 %
Carbono 18 %
.c
El 7.5% corresponde a Hidrógeno 10%
microelementos como, el Calcio
Nitrógeno 3 %
Calcio 2 %
(Ca), el Fierro (Fe), el Manganeso
e
Otros S, P, Na, K 2%
(Mn), el Magnesio (Mg) y el Yodo (I).
u
El restante 0.5% corresponde a los t
oligoelementos como el Molibdeno
g
Figura 2b. Composición porcentual del número
.
de átomos del cuerpo humano
(Mo), el Bromo (Br), el Arsénico (As),
y a otros más que suelen ser
dentro de los seres vivos.w
hallados en pequeñas cantidades
Oxígeno 25.8 %
Carbono 9.5 %
w
Hidrógeno 63 %
Nitrógeno 1.4 %
Calcio 0.3 %
w
Otros 0.3 %
14. Los biolementos forman las moléculas biológicas
x
Las biomoléculas incluyen compuestos como cationes, aniones,
compuestos iónicos, iones metálicos y una gran variedad de . m
compuestos definidos por enlaces covalentes polares, covalentes
no polares, covalentes ideales, y covalentes coordinados .
o m
Biomolécula: Porcentaje
e.c
t
del peso celular:
Figura 3. Estructuración de los compuestos biológicos en
Agua 70 una célula promedio.
Iones inorgánicos
Azúcares y precursores
1
1
g u 29 % Materia
Orgánica
1 % Minerales
.
Aminoácidos y precursores 0.4 (CHONSP)
Nucleótidos y precursores 0.4
Ácidos grasos y precursores
Otras moléculas pequeñas
w 1
0.2
w
70 % Agua
Macromoléculas 26 (H y O)
(proteínas, lípidos, ácidos
nucleicos y polisacáridos)
w
15. La Composición de la materia viva
x
. m
Figura 4. Proporción de las Biom oléculas dentro de la Materia
m
Orgánica de los Seres vivos.
1% Minerales
o
.c
5% Azucares
9% Lípidos
15% Ácidos
t e
u
Nucleicos
.g 70% Proteínas
w
w
w
17. La Célula x
.
Tres definiciones para un mismo concepto m
1. “....un conjunto altamente organizado de
moléculas, que son capaces de realizar
o m
.c
todas las actividades asociadas con las
cualidades de la vida, pero que ninguna por
si misma constituye la vida misma...”
2. “...sistemas
t
termodinámicos
e
flexibles y dinámicos...”
g u
autorreproducibles, semiabiertos, térmicos,
3. “...unidades primarias
.
altamente
ordenadas, que están delimitadas por
w
membranas plasmáticas que regulan de una
manera muy selectiva el flujo de los
w
materiales hacia dentro y fuera de la
célula...”
w
18. Eucariontes vs Procariontes
x
. m
En términos generales se
clasifica a las células en dos
o m
.c
tipos principales:
Las células procariotas
carecen de un
verdadero (pro “antes”, y
núcleo
t e
karyon “núcleo, pepita o
g u
nuez”)
Las células .
eucariotas
w
poseen un núcleo verdadero.
(eu en
“verdadero”) w
griego significa
w
19. Eucariontes vs Procariontes
Las Células Procariotas x
Un tamaño (0.2 a 10 µm)
. m
Presentan tres formas básicas:
esféricas (cocos), bastones (bacilos) y
espirales enrolladas (espirilos).
o m
Posee una membrana celular y una
pared celular rígida.
e.c
En ocasiones forma mesosomas.
u t
A menudo está cubierta por flagelos
.g
o apéndices para la locomoción
Otras forman vellosidades llamadas
pilli, responsables de la transferencia de
material genético
w durante la
w
conjugación sexual y de la adherencia
de las células a las superficies.
w
22. Eucariontes vs Procariontes
x
El citoplasma es una suspensión heterogénea de
. m
biomoléculas, de consistencia similar a un gel (estado
semisólido), que incluye enzimas solubles, ribosomas y
ADN enrollado en un nucleoide.
o m
Cada célula tiene un cromosoma circular
.c
(generalmente) en una sola copia.
e
u t
.g
w
w
w
23. Eucariontes vs Procariontes
Los tres Dominios x
. m
• Carl R. Woese
o m A través del análisis
genético del ARN
.c
ribosomal, propone
un árbol tripartito
t e
g u
.
w
w
w
24. Eucariontes vs Procariontes
La Célula Eucariota x
Tamaño desde los 10 a 100 µm
. m
Todos los componentes celulares
están delimitados por una bicapa
lipídica.
o m
Algunos tipos celulares (como
los hongos y las plantas) poseen
e.c
una pared celular externa.
u
Todas las células eucariotas t
.g
tienen un gran entramado de redes
intermembranales que originan
organelos celulares con funciones
especializadas
w
w
(compartimentalización celular).
w
27. Eucariontes vs Procariontes
x
En general las células
. m
eucariontes forman agregados
multi o pluricelulares, en donde las
células se encuentran
o m
comunicadas por medio de una
matriz intercelular.
e.c
u t
.g
w
w
w
28. Eucariontes vs Procariontes
Diferencias entre procariontes y eucariontes x
Procariontes . m
Eucariontes
Grupos
filogenéticos
Bacteria y Archea
m
Algas, hongos, protozoarios, plantas
o
y animales.
.c
Tamaño En su mayoría son células La mayoría de las células son
pequeñas (1-10 mm). voluminosas (10-100 mm)
e
Núcleo No tienen núcleo verdadero ni Son células nucleadas que contienen
t
cromosomas complejos, pero cromosomas bien definidos,
si un nucleoide. constituidos de ADN y proteínas.
ADN
g u
Generalmente es una
molécula única, circular,
Es lineal y se arregla y super-
empaqueta en cromosomas
.
cerrada y carente de histonas.
Puede haber otros moléculas
verdaderos asociado a histonas. Los
intrones son frecuentes.
w
de ADN como los plásmidos.
Los intrones son raros.
w
w
29. Eucariontes vs Procariontes
x
Diferencias entre procariontes y eucariontes
. m
División celular La división directa,
fragmentaria, principalmente
fisión binaria, no hay
o m
La división celular ocurre por
modalidades de mitosis (clásica e
intranuclear), si hay huso
.c
centriolos, huso acromático acromático y microtúbulos con
ni microtúbulos. arreglos estructurales definidos.
Mecanismos
sexuales
e
Los mecanismos sexuales
t
son raros, cuando ocurre, el
material genético es
Los mecanismos sexuales son
comunes.
Hay reordenamiento de la dotación
g u
transferido de una célula
donante a otra receptiva.
cromosómica completa
.
No hay meiosis y solo
reordenan partes o
w
segmentos de la dotación
genética.
Organización
w
No hay tejidos y las formas
multicelulares son raras.
Existen organismos multicelulares
y pluricelulares.
w
30. Eucariontes vs Procariontes
x
Respiración
Diferencias entre procariontes y eucariontes
Muchos son anaerobios . m
Casi todos son aerobios y aunque
estrictos, también hay formas
anaerobias facultativas,
microaerofílicas y aerobias.
o m
existen excepciones se acepta que
estas son modificaciones evolutivas.
.c
Metabolismo Presentan una enorme Todos comparten el mismo sistema
variación en sus sistemas básico: glucólisis, ciclo de Krebs,
metabólicos (quimiotrofos,
t e
quimiolitótrofos, y fotótrofos).
cadena respiratoria y ATP sintasa.
Mitocondrias
u
No presenta mitocondrias. Las
enzimas necesarias para la
g
Si existen mitocondrias, y éstas varían
en su morfología y su número
.
oxidación de las moléculas dependiendo del tejido celular.
orgánicas están en las
membranas celulares.
Flagelos
w
Flagelos bacterianos simples Presenta flagelos complejos (
w
que rotan para dar locomoción “undulipodios”) compuestos de más
celular. Están compuestos de de 40 proteínas que exhiben la
flagelina que no tienen la organización 9 + 2. Los flagelos no
worganización 9 + 2 de
microtúbulos.
rotan sino mediante movimientos
ondulatorios permiten motilidad a la
célula.
31. Eucariontes vs Procariontes
Diferencias entre procariontes y eucariontes x
. m
Movimiento no
flagelar
Por deslizamiento, mediada por
vesículas de gas.
o m
Hay corrientes citoplásmicas y
movimientos ameboideos,
también hay motilidad por
.c
deslizamiento.
Fotosíntesis No presenta cloroplastos, las Todas las especies fotosintéticas
t e
enzimas fotosintéticas se
encuentran constituyendo
cromatóforos ligados a la
presentan plastidios (como los
cloroplastos) que contienen a las
enzimas fotosintéticas y en
g u
membrana celular. Se
presentan varios patrones de
general producen como último
derivado al oxígeno molecular O2.
.
fotosíntesis anaeróbica y
aeróbica, incluyendo la
w
formación de productos finales
como azufre, sulfato y oxígeno.
Ribosomas
w
Pequeños, integrados por dos
subunidades (50S + 30S) que
Todos son 80 S (60 S + 40 S).
Excepto los ribosomas de los
w
se reunen en un conglomerado cloroplastos y las mitocondrias
de 70 S. que son 70 S.
32. Eucariontes vs Procariontes
Diferencias entre procariontes y eucariontesx
Pared Celular Compuesta por . m
Está compuesta por
peptidoglucanos (mureína),
lipopolisacáridos y ácidos
teicoicos (bacterias), otros
o mhemicelulosa y pectinas, no
hay mureína.
.c
polisacáridos y glicoproteínas
(Archeas).
Citoesqueleto Ausente.
t e Típicamente integrado por
microfilamentos, filamentos
u
intermedios y microtúbulos.
Membranas Carecen de colesterol, pero Presentan colesterol y otros
celulares
.g
puede haber hopanoides. esteroles que modulan la
flexibilidad de la bicapa. No
hay hopanoides
Endosporas
w
Presentes en algunos grupos y Ausentes.
w
son muy resistentes a
temperaturas extremas.
w
33. La Teoría de la Endosimbiosis de Lynn Margullis y
Marlene Swartz
x
. m
1) Superficie
celular flexible.
o m
.c
2) Envoltura
nuclear.
3) Aparición de
vesículas
t e
digestivas.
4) Origen del
g u
citoesqueleto.
.
5) Adquisición
endosimbiótica
w
de ciertos
organelos
w
w
35. Mapa conceptual de célula:
Célula x
Procarionte Eucarionte . m
(10-100 mM)
o m
(100 mM--)
Archeobacteria Ecubacteria
e.c
Organelos (membranas)
u
Retículo
t Peroxisoma y
g
Núcleo Ap de Golgi Mitocondria Cloroplasto
Sin organelos endoplásmico lisosoma
complejos
.
DNA
w Síntesis de
Proteínas (
rugoso)
Transportador
intracelular
Respiración
celular
(generación
Fotosíntesis
(transducción
de energía
Destrucción
de restos
celulares
w
lumínica a endógenos y
de aTP)
y Lípidos (liso) química) externos
w
37. Mapa conceptual de célula:
x
Célula . m
o m
.c
Procarionte Eucarionte
Archeobacteria Ecubacteria
t e Superdominio
g u Eucaria
Monera
. Protoctista Fungi Plantae Animalia
w
w
w Posteriormente revisarán esto a detalle pero es importante
que no pierdan la perspectiva de los reinos biológicos
41. Entidades acelulares
x
Clasificación: Organización estructural: Macromoléculas
esenciales:
. m
Priones Proteínas acelulares carecen de
membrana plasmática y de metabolismo
propio.
Solo proteínas.
o m
.c
Viroides Conglomerados acelulares de proteína y ARN
ácidos nucleicos, no producen una
e
cubierta proteica o lipídica entorno de su
t
material genético y carecen de
metabolismo propio.
Virus Conglomerados acelulares que presentan
una cubierta proteica y lipídica en torno a
su material genético. No poseen
g u ADN o ARN y
proteínas.
.
metabolismo propio y son incapaces de
propagarse fuera de un hospedador
celular.
w
w
w
42. Características propias de los seres vivos
x
Todos los seres vivos presentan características
comunes como son: . m
a) La Organización
o m
b) El Metabolismo
c) Crecimiento y Reproducción
e.c
d) Irritabilidad. u t
.
e) Evolución y Adaptacióng
w
w
w
46. Organización
estructural y funcional Ac.
nucleicos
Bioelementos
(CHONSP)
4 Biomoléculas
x
Proteínas
Delimitados por
Membrana
. m
Azúcares
Lípidos
o m
Metabolismo
Anabolia
Biosíntesis
Catabolia
.c
Constituidos Enzimas
Destrucción
por células
t eDuplicación celular
g u ADN y ARN
.
Diferenciación
Seres
vivos
w
Señalización
w
Taxia
w
ATP
Niveles de Unicelular -Tejido-Órgano-Aparato-Individuo-
organización Población- Comunidad-Ecosistema-Biósfera