Resumen biología para bachi

Liceo de Puriscal.
Departamento de Ciencias.
Área Biología.
Lic. José Joaquín Jiménez Herrera.

Apuntes Generales sobre el Temario de Biología

Etimológicamente el concepto biología se deriva del prefijo BIO que hace referencia a vida y
al sufijo LOGOS, que significa saber, conocimiento, ciencia. Por ello entendemos la BIOLOGÍA
como la ciencia que estudia los seres vivos, sus características, funciones y relaciones.

Entendemos el concepto vida como la capacidad para realizar funciones vitales, o sea aquel
grupo de actividades que le permiten mantenerse con vida. Para efectos de estudio las
funciones vitales las separamos en tres grupos, a saber:
Nutrición, aquellas encargadas de la incorporación, transformación y utilización de la materia
y la energía necesaria para vivir.
Relación, como aquellas funciones que le permiten al ser vivo integrar respuestas ante los
estímulos del medio en el que se desarrolla.
Reproducción, son las funciones que le permiten perpetuarse como especie, además de
propiciar en el ser vivo el crecimiento y la regeneración de tejidos.

Debemos diferenciar entre ciclo de vida y funciones vitales, ya que la el primero es el
conjunto de actividades realizadas por un ser vivo durante su existencia, iniciando al nacer y
culminando al morir. La segunda por su parte se refiere a la acción para mantenerse vivo,
parece obvio que el morir no es una función vital, sino la culminación del ciclo de existencia
del ser.

LA CÉLULA

Recordarás que de acuerdo a la teoría celular, se considera a la célula como “la
unidad anatómica, fisiológica y reproductiva de todo ser vivo”, y que por ello se dice que
compone todo ser vivo, realiza las funciones vitales y puede auto reproducirse. Antes de
profundizar este tema debemos recordar que existen dos tipos de células de acuerdo a su
grado de complejidad. Las células procarióticas; aquellas cuyo núcleo no se encuentra
definido o dicho de otra forma carece de membrana nuclear que le circunscriba, y la
eucarióticas; aquellas que si poseen membrana nuclear y por ello el núcleo se encuentra
delimitado y circunscrito en la región media de la célula.
La palabra célula deriva del latín cella que significa celdilla o cámara pequeña. En Biología, el
término se refiere específicamente a las unidades de una estructura viva más que a los
departamentos en que pueda ser definida.

La definición más aceptada de célula se presenta como una unidad anatómica,
funcional y reproductiva de todo ser vivo. Esta definición es basada en que aquella estructura
sea capaz de manifestar vida, o sea realizar todas aquellas actividades propias de los seres

Liceo de Puriscal. Departamento de Ciencias. Área Biología. Lic. José
Joaquín Jiménez Herrera. Apuntes de Biología 2012. Página 2

vivos, todo el conjunto de funciones, entre otras: reproducción, movimiento, irritabilidad,
nutrición, excreción.

Morfológicamente la célula posee variedad de acuerdo a la función que cumpla
dentro de un ser vivo multicelular, así podemos encontrar células globulares; en el caso de
los glóbulos sanguíneos, alargados; en el caso de las fibras musculares, ciliadas; en las
mucosas intestinales y bucales, y otras.

Formas de algunas células de acuerdo a su función

En una célula típica eucariota se pueden identificar tres zonas básicas: el núcleo en la
región central, el citoplasma, en la región intermedia, y la membrana celular o plasmática, en
la región de la periferia.

MEMBRANA CELULAR O PLASMÁTICA:
La membrana celular es la estructura que rodea a la célula permitiéndole la relación
de ésta con el medio. Es una parte funcional e integral de la célula, que controla la entrada y
salida de nutrientes, secreciones y productos de desecho, así regula el contenido de la célula.
Esta membrana es permeable para ciertas sustancias, no para otras, es capaz de
llevar a cabo un trabajo de bombeo de ciertas sustancias introduciéndolas o extrayéndolas
de las células. De esta propiedad de la célula de ser selectivamente permeable depende la
supervivencia de la célula, esta capacidad de seleccionar las sustancias que interactúan con la
célula se debe a la naturaleza bioquímica de la misma. Estructural y químicamente la
membrana se encuentra formada por dos capas de proteínas de aproximadamente 30
angstrom (1 A = 10-10m) de espesor cada una y en el medio de ellas una capa fosfolípida de
60 angstrom. la membrana no es una estructura infranqueable sino por el contrario en su
estructura se encuentran poros por los que se mueven materiales, la estructura química de
los compuestos, su estado molecular y sus cargas eléctricas determinan la velocidad a la que
podrá atravesar. El agua pasa casi libremente a través de la membrana.
En el caso de moléculas cuya concentración es mayor en el interior de la célula y
deben ser ingresadas, como resulta con la molécula de iodo en algunos seres marinos que
mantienen concentraciones de este elemento mucho mayores que el medio se realizan los
movimientos utilizando unas estructuras de la membrana llamadas enzimas de permeación
que actúan específicamente sobre determinados sustratos ayudándolos al ingreso con un


gasto de energía por parte de la célula.
Para poder comprender mejor la importancia y función de la membrana celular
debemos analizar brevemente los tipos de transporte de sustancias que se presentan y las
condiciones necesarias para que se realicen.

TRANSPORTE PASIVO:
Se le llama así al tipo de transporte donde la célula no invierte ningún gasto
energético para que se realice, este se presenta por diferentes grados de concentración
entre las sustancias y el medio en el que se encuentra. Si la concentración del medio es
mayor que la de la célula se dice que se encuentra en un medio hipertónico, si la
concentración del medio es inferior que la de la célula se llama hipotónico, pero si la
concentración del medio es de igual magnitud en el medio y la célula se le llama isotónico.
Dentro del transporte pasivo de sustancias identificamos tres tipos, que son:
a.- Difusión:
Se le llama difusión al paso de sustancias de un medio más
concentrado a uno menos concentrado, por ejemplo de ello podemos considerar el caso de
la sal en agua, esta se difunde hacia todos lados del agua hasta alcanzar igual concentración
en toda la extensión de la muestra. De igual manera podemos observar el comportamiento
de los gases o los colorantes.
b.- Ósmosis:
Se le llama ósmosis al paso de sustancias de un medio de
concentración inferior a otro de concentración mayor a través de una membrana
semipermeable, cabe aclarar que en este tipo de transporte se mueve el solvente y no así el
soluto. Este mecanismo nos ayuda a entender el proceso por medio del cual las plantas
absorben agua y la trasladan hasta los puntos más altos de ellas. Si colocamos una célula en
un medio hipotónico, esta absolverá agua hasta quedar completamente llena, o sea en un
estado llamado turgencia. Si por el contrario la célula la colocamos en un medio hipertónico,
la célula perderá agua para concentrar su medio interno y lograr el equilibrio con el exterior,
si la diferencia es muy marcada, se comenzarán a arrugar las paredes de la célula y a
recogerse el volumen celular, a este estado de la célula se le llama plasmólisis, si una célula
permanece por períodos muy prolongados en este estado puede morir.
c.- Diálisis:
Se le llama diálisis al paso de sustancias de un medio de concentración
alta a uno de concentración baja a través de una membrana semipermeable, pero en este
caso se mueve el soluto y no el solvente. Este proceso es sumamente importancia en la
limpieza de la sangre de los sólidos producidos por el metabolismo celular del organismo.

TRANSPORTE ACTIVO:
El transporte activo es el movimiento de las moléculas disueltas que se dirigen
de un medio a otro de concentración más alta, atravesando la membrana plasmática y
utilizando energía química, esta energía la suministra el ATP (adenosín trifosfato) producto
de la respiración celular.
En la naturaleza se presentan dos tipos de transporte activo a nivel de
microorganismos: Pinocitosis y Fagocitosis. La pinocitosis consiste en la formación de


vesículas mediante invaginaciones que se producen en la membrana plasmática, encerrando
líquidos del medio externo, y de esta manera se forma una vesícula, que al romperse en el
interior de la célula se incorporan a ella. Este proceso es estimulado por la presencia de
proteínas en el medio. La fagocitosis consiste en ingerir partículas sólidas más o menos
voluminosas por algunas células, especialmente los protozoarios.

FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR
La membrana celular le permite a la célula mantenerse en contacto con el medio sin
perder su individualidad, o sea le rodea y delimita permitiéndole intercambiar materia y
energía necesaria para su supervivencia. Proporciona adhesividad, brinda protección y
funciona en el transporte de metabolitos.
En el caso de células vegetales sobre la membrana celular se encuentra una
estructura extra llamada Pared Celular o Cápsula de Secreción formada por celulosa. Esta
pared celular es una envoltura externa de la membrana plasmática, constituye el esqueleto
externo de la célula y le sirve como estructura de sostén. Como es porosa, permite el paso de
gases, sales minerales y moléculas orgánicas a través de ella para llegar o salir de la célula.

EL CITOPLASMA
El citoplasma, también llamado matriz citoplasmática o sustancia fundamental, ocupa
la región celular comprendida entre el núcleo y la membrana celular. Está formado por un
sistema coloidal, constituido por una solución viscosa, en la que se encuentran suspendidas
una serie de sustancias orgánicas, macromoléculas y elementos químicos en estado iónico y
una red de sistemas de membranas que lo recorren en todas direcciones. El estado coloidal
del citoplasma aumenta considerablemente la superficie de sus componentes, condición que
favorece las reacciones enzimáticas que se llevan a cabo en la célula. La composición
química del citoplasma es agua (85 a 90%), hidratos de carbono o carbohidratos, sales
minerales disueltas, lípidos y proteínas.
El citoplasma es de suma importancia porque es en él en donde flotan las organelas o
estructuras intracelulares que realizan las funciones vitales de la célula y las estructuras
alimenticias y de desecho de las actividades metabólicas.

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS:
Se le llama organela u orgánulo a aquella estructura intracelular que realiza
una función vital dentro de la célula, entre ellas podemos citar: mitocondrias, ribosomas,
lisosomas, complejo o aparato de Golgi, vacuolas, centrosomas, retículo endoplasmático,
cloroplastos.
Mitocondrias
Son unas estructuras vesiculares provistas de una doble membrana. La
membrana externa tiene menor superficie que la interna por lo que la membrana interna
tiende a plegarse sobre sí misma. Las mitocondrias son los "hornos" de la célula, ya que ahí
se queman los azúcares, principalmente la glucosa para obtener energía. El proceso que se
sigue se llama respiración celular aeróbica y consiste en la reacción de oxidación lente da la
molécula de glucosa para la liberación de la energía y la producción de agua y dióxido de
carbono. Esta energía es almacenada como energía química en una molécula de adenosín


trifosfato o trifosfato de adenosina (ATP). El ATP sale de la mitocondria y es utilizado en toda
la célula para llevar a cabo las reacciones que requieren energía.

Ribosomas
Son estructuras compuestas de ARN y proteínas, se forman en el núcleo de la
célula y luego salen al citoplasma, específicamente a la estructura llamada Retículo
Endoplasmático dándole una apariencia particular. Su función específica es la traducción del
mensaje genético en la síntesis de proteínas.

Retículo Endoplasmático
Como su nombre lo indica, está constituido por una red o sistema de
cavidades distribuidas por el citoplasma más o menos uniformemente. El retículo
endoplasmático está envuelto por una membrana, que es prolongación de la membrana más
externa del núcleo. El retículo realiza diversas funciones, algunas de las cuales no están
totalmente esclarecidas. Se le asigna la función de sintetizar la membrana nuclear y
posiblemente la formación de otras membranas. Su constitución por canales estrechos y
largos que se comunican con el Aparato o Complejo de Golgi, con el exterior y con el núcleo,
así como su distribución por todo el citoplasma, hacen suponer que interviene en el
transporte de sustancias de una parte a otra de la célula. En ciertas partes o zonas presenta
pequeños gránulos denominados ribosomas, dándole una apariencia granular y por lo que
recibe el nombre de RETÍCULO RUGOSO. En el caso del RETÍCULO LISO, que no posee
ribosomas adheridos, presenta otras sustancias como lípidos.

Aparato de Golgi
Está formado por un sistema de dobles membranas, vesículas y gránulos. Su
función está asociada a ser el receptáculo donde las proteínas sintetizadas por los ribosomas
se combinan con los carbohidratos para formar glicoproteínas, además se le asignan una
función secretora.

Lisosomas
Estos orgánulos celulares son unos sacos membranosos que almacenan en su
interior una gran cantidad de enzimas, capaces de destruir a otras moléculas. La célula utiliza
a estas enzimas para digerir o romper a la materia orgánica de que se alimenta. La célula
necesita tener estas enzimas confinadas en sacos, pues son tan peligrosas que pueden
romper a muchas otras moléculas más. Cuando la célula muere estos sacos se rompen, las
enzimas se liberan y digieren a la célula muerta, destruyéndola. Un concepto que debemos
rescatar es la especificidad de las enzimas, o sea que sólo actúan sobre un tipo de sustrato.

Vacuolas
El citoplasma de ciertas células, principalmente de animales inferiores, posee
vacuolas, cavidades de líquido separadas del resto del citoplasma por una membrana
vacuolar. Algunos protozoarios disponen de vacuolas alimenticias en las cuales tiene lugar la
digestión. Las enzimas digestivas son secretadas por los lisosomas hacia el interior de las
vacuolas, allí es digerido el alimento y los productos de la digestión son absorbidos hacia el


citoplasma a través de la membrana vacuolar.
Las vacuolas las podemos encontrar de dos tipos: digestivas y excretoras, de acuerdo
a la función que cumplan en determinado momento.

Pared Celular o Cápsula de Secreción
Las células vegetales, a diferencia de las animales, presentan una pared célula
formada por celulosa. Esta Pared celular es una envoltura externa de la membrana
plasmática. La pared constituye el esqueleto externo de la célula y le permite mantener una
forma definida, o sea confiere la función de ser estructura de sostén. Como es porosa,
permite el paso de los gases, sales minerales y moléculas orgánicas a través de ella para salir
o entrar a la célula.

Plastidios
Los plastidios son estructuras que sólo se presentan en las células vegetales,
son de tres tipos:
a.- Cloroplastos: de color verde por poseer clorofila.
b.- Cromoplastos: pueden ser de dos colores diferentes, los Carotenos son de color
anaranjado y las Xantofilas son de color amarillo.
c.- Amiloplastos: que son estructuras blancas que actúan como reservorios de
almidón.

Los dos primeros son primeros son estructuras captadoras de energía lumínica y por
tanto son importantes dentro del proceso biológico de la fotosíntesis.

Núcleo
El núcleo, en las células eucarióticas, es una organela colocada centralmente y
recubierta por una membrana que presenta grandes poros por donde se comunica con el
citoplasma que lo rodea. En el interior del núcleo se encuentran los cromosomas, cuerpos
alargados que al compactarse, adoptan generalmente la forma de bastón. n los cromosomas
se haya el ADN, que contiene la información genética de la célula. Dentro del núcleo existen
también uno o varios nucléolos en ellos e forman las estructura conocidas como ribosomas,
las que posteriormente pasan al citoplasma. El núcleo es el que da las órdenes al resto de la
célula de cómo funcionar. Esta información está contenida en el ADN de los cromosomas.
Como resultado de esta información tiene lugar la biosíntesis o formación de proteínas , la
cual se realiza en el citoplasma. Así, la información del núcleo debe pasar al citoplasma para
que se formen las proteínas nuevas. Esto se consigue de la siguiente manera:
la información contenida en el ADN es copiada en una molécula nueva, el ARN
mensajero, esta la pasa a una molécula de ARN de transferencia que se encarga de llevar la
información; dicha información se traduce fuera del núcleo en los ribosomas por la aparición
de un ARN llamada ribosomal, formando con ella una proteína nueva. Esta proteína ejecuta
la acción.
Una célula eucariota posee en su núcleo algunas estructuras que la caracterizan,
entre ellas tenemos la membrana nuclear que circunscribe al núcleo y le permite a la vez
relacionarse. La membrana nuclear rodea un espacio lleno de líquido llamada carioplasma o


nucleoplasma en donde flotan los cromosomas.
Los cromosomas son estructuras muy importantes en la célula, pues como
anteriormente citábamos, mantiene la información de la célula en forma de ADN. La
información de la célula contenida en cromosomas, así como el número de éstos es
constante para cada especie. Son aparentes sólo durante la división celular ya que ese
momento se recubren de nuevas nucleoproteínas que los hace aumentar y diferencias su
tamaño. La forma del cromosoma está determinada por la llamada constricción primaria que
se localiza en donde se unen los dos brazos del cromosoma, cuyos telómeros presentan la
propiedad de ser polares por lo que limitan la unión de nuevos fragmentos que alternen la
información existente en la célula. Dentro de la constricción primaria hay una zona clara que
contiene un gránulo llamado centrómero que está íntimamente ligado a la orientación y
movimiento de los cromosomas durante la división celular. Dentro de la matriz cromosomal
se encuentran los cromonemas que son filamentos helicoidales que recorren de extremo a
extremo al cromosoma.

Diferencias entre la célula Animal y Vegetal
Las células de los vegetales tienen una organización fundamental igual a la de los
animales. Sin embargo difieren de éstas en algunas características, a saber:
.- Ausencia de centriolos: Estructuras que le permiten la formación del huso
acromático durante la división celular y la formación de los cuerpos basales para la formación
de cilios y flagelos.
.- Ausencia de plastidios en las células animales, lo que le impide metabolizar los
alimentos a partir de sustancias simples bajas en energía.
.- Existencia de una pared celular en las células vegetales que le brindan sostén.
.- Presencia de vacuolas en células animales que le permiten realizar funciones de
nutrición.

FUNCIONES VITALES
El organismo vivo es un ser en constante relación con el medio que le rodea, de ahí
que deba realizar una serie de funciones que le permitan mantenerse vivo y a la vez
perpetuarse en el tiempo por medio de la descendencia. Para cubrir este objetivo hace uso
de una gran cantidad de funciones, entre ellas; Metabolismo, nutrición, respiración,
irritabilidad, adaptaciones, autoperpetuación, entre otras.
Las funciones metabólicas se refieren a todas las funciones que tienen que ver con el
cambio de energía a través de la formación y destrucción de moléculas orgánicas. Cabe con
esto definir el concepto de metabolismo como la suma de las funciones vitales realizadas por
la célula y que la permiten mantenerse viva. Dentro de este concepto encontramos dos tipos
de reacciones, las anabólicas y las catabólicas. Se le llama Anabolismo a la construcción de
sustancias a partir de simples por la acumulación de energía, fundamentalmente se asocia a
la formación de macro moléculas (macro = grande). Se le llama Catabolismo al proceso
inverso del anabolismo, o sea, la destrucción de sustancias complejas para la formación de
simples, con la consecuente liberación de energía.
Para clarificar mejor el tema podemos hacer referencia a dos procesos conocidos: la


respiración celular y la fotosíntesis, ambos conllevan el movimiento de energía. En el caso de
la fotosíntesis nos ilustra un ejemplo claro de un proceso anabólico, pues en la célula, a partir
de sustancias simples como el dióxido de carbono y el agua, se acumula la energía
proveniente de la luz solar en un compuesto altamente energético, como lo es la glucosa.
Por su parte la respiración celular es un proceso catabólico pues la energía contenida en los
alimentos es liberada y puesta a disposición del ser vivo para la realización de sus funciones
vitales.

FUNCIONES DE NUTRICIÓN
Mediante la nutrición, las células obtienen la materia y la energía necesarias para
fabricar su propia materia celular y realizar sus actividades vitales. En los organismos se
presentan dos tipos de nutrición: AUTÓTROFA Y HETERÓTROFA.

NUTRICIÓN AUTÓTROFA:
Es la realizada por los organismos que producen su propio alimento con materia
inorgánica y la adición de energía proveniente del medio. Existen dos tipos de organismos de
acuerdo a la fuente energética utilizada, a saber tenemos: FOTOSINTÉTICOS y
QUIMIOSINTÉTICOS.
Los organismos fotosintéticos emplean la luz solar y sustancias inorgánicas para
elaborar sus alimentos; este proceso como recordará se llama fotosíntesis.
Los organismos quimiosintéticos fabrican sus alimentos utilizando como fuente
energética las reacciones exotérmicas (reacciones que liberan energía). Como ejemplo de
este tipo de organismos tenemos algunas bacterias como: Ferrobacillus, Thiobacillus y
Nitrobacter. Algunas bacterias que habitan los fondos marinos, específicamente cerca de las
chimeneas volcánicas utilizan la energía calórica desprendida por las erupciones volcánicas y
la gran cantidad de azufre (ácido sulfúrico).

NUTRICIÓN HETERÓTROFA
Las células heterótrofas toman del medio las sustancias que requieren, porque no
pueden fabricarlas. La nutrición heterótrofa permite la transformación de los alimentos en la
materia celular propia. Algunas bacterias, los protozoos, las células de los hongos y los
animales, tienen nutrición heterótrofa.
Las plantas se nutren con los alimentos que elaboran en la fotosíntesis. La nutrición
de los animales consiste en la obtención de materia orgánica y su transformación en energía
y protoplasma y así mantener la vida en cada una de las células. Mediante la digestión, las
sustancias de los alimentos se degradan a sustancias más sencillas, que luego son utilizadas
por las células. La digestión puede ser intracelular o extracelular.
La digestión intracelular sucede cuando el alimento es llevado al interior de la célula
por fagocitosis, y una vez en el interior de la célula funcionan las enzimas digestivas sobre él.
La digestión extracelular se produce cuando los alimentos son degradados por
enzimas secretadas por las células, por ejemplo las células intestinales, pero dicho proceso se
da fuera de la célula y luego se incorporan las sustancias nutritivas. Casi todos los animales
tienen digestión extracelular, que comprende: la trituración mecánica del alimento; la
degradación química, por acción de las enzimas digestivas; la absorción a través de las


paredes del intestino, y la defecación o expulsión de los desechos.
Mediante la respiración, los organismos pluricelulares captan el oxígeno del medio.
El sistema respiratorio es el encargado de transportar ese gas hasta un tejido interno como la
sangre, para que llegue a las células. Las funciones del aparato respiratorio presentan un
aspecto mecánico y otro químico.
Aspecto Mecánico:
Son los movimientos respiratorios y tienen lugar por la acción de los músculos del
tórax y del diafragma; esto hace posible la dilatación y contracción de los pulmones. La fase
de dilatación de los pulmones es la inspiración y corresponde a la introducción del aire a
través de las fosas nasales. A continuación, sucede la expiración, que consiste en expulsar el
aire de los pulmones, lo cual disminuye el volumen pulmonar. En la inspiración se contrae el
diafragma y en la expiración se relaja.
Aspecto Químico:
El aspecto químico de la función respiratoria radica en el intercambio gaseoso. El
oxígeno llega a los alvéolos pulmonares, atraviesa la membrana recubridora y se pone en
contacto con la sangre que viene cargada de dióxido de carbono. La sangre, ya oxigenada,
pasa a las arterias, que la transportan a las células, donde se efectúa la respiración celular. El
dióxido de carbono es transportado por la sangre venosa y es expulsado mediante la
espiración. Este proceso de intercambio gaseoso recibe el nombre de HEMATOSIS.
La circulación es la distribución de sustancias alimenticias y oxígeno a todas las células
del organismo y la recolección de productos de desecho. La circulación de las plantas es el
transporte de la savia bruta desde la raíz hasta las hojas, y la distribución de la savia
elaborada en todos los órganos de la planta. En los animales simples, como la esponja y la
hidra, las sustancias alimenticias se difunden directamente del medio hacia el interior de las
células. En otros invertebrados se presentan sistemas circulatorios abiertos donde el líquido
circulante o hemolinfa se vierte en espacios que bañan las células corporales, sin existir toda
una red completa de vasos sanguíneos. La circulación en los vertebrados es cerrada, la
sangre sale del corazón por las arterias, y regresa a él por las venas. Cuando llega a los
órganos y tejidos, las arterias se ramifican en los vasos capilares.
La sangre es un tejido especializado, que permite la circulación de nutrientes y
desechos celulares dentro de un organismo. En el cuerpo humano, la sangre cumple
múltiples y complejas funciones. Las principales son las siguientes:
.- Transporta oxígeno y nutrientes a las células y conduce los productos de desecho a
los órganos encargados de excretarlos del cuerpo.
.- Lleva las hormonas producidas por las glándulas endocrinas hasta las células
estimuladas por las hormonas.
.- Distribuye anticuerpos y glóbulos blancos, que ayudan a proteger al cuerpo contra
infecciones.
.- Provee sustancias que forman coágulos sanguíneos en los vasos dañados.
.- Distribuye el calor producido por el metabolismo celular.

FUNCIONES DE RELACIÓN:
Las funciones de relación permiten a los animales, conocer el medio interno y el
ambiente externo con el que se relacionan; integrar los estímulos del medio interno y


externo; emitir las respuestas adecuadas a los estímulos que se perciben.
Para obtener información del medio los seres vivos deben ser capaces de detectar los
cambios que se producen a su alrededor. Un cambio en el medio que cause la respuesta de
un individuo se conoce con el nombre de estímulo.
Para sobrevivir, los organismos deben ser capaces de detectar estímulos del medio
pero a la vez también de responder adecuadamente a ellos. Esta capacidad de respuesta se
le denomina IRRITABILIDAD.
Ante un estímulo los organismos pueden responder de dos formas: orientándolos
hacia el estímulo (respuesta positiva) o alejándose de él (respuesta negativa). En las plantas
estas respuestas se denominan TROPISMOS: de acuerdo a la clase de estímulo
identificamos varios, entre ellos; FOTOTROPISMO: entendido como la respuesta ofrecida
ante el estímulo de la luz. GEOTROPISMO; es la respuesta de las plantas a la acción de la
gravedad.
En los animales a estas respuestas se les denomina TACTISMOS.
Los seres vivos no sólo son capaces de reaccionar ante los estímulos, sino que
también controlan y regulan sus funciones vitales. Para esto poseen sistemas que le
permiten la coordinación entre la recepción de los estímulos, la interpretación de la
información y la producción de las respuestas. Estos sistemas de coordinación son: El
SISTEMA NERVIOSO y el SISTEMA HORMONAL o ENDOCRINO.
La coordinación nerviosa es propia de los animales.
Las funciones de relación son de dos tipos: nerviosas y hormonales, y comprenden
tres mecanismos: percepción, coordinación y respuesta.
PERCEPCIÓN:
Es el registro de un estímulo o de la variación ambiental; se realiza por medio de las
células nerviosas, denominadas sensoriales o receptoras: los receptores pueden ser internos,
si recogen estímulos del interior del cuerpo, o externos, si los perciben del exterior.
COORDINACIÓN:
Este proceso consiste en concentrar todos los estímulos captados, para emitir una
serie de respuestas adecuadas a cada uno de ellos.
RESPUESTAS:
Constituyen órdenes emitidas por el centro coordinador: Sistema Nervioso. Las
respuestas pueden ser de dos tipos: movimiento o secreciones.
Los movimientos son respuestas rápidas y breves realizadas por el sistema muscular;
preparan el organismo para la acción.
Las secreciones son realizadas por las glándulas y sus respuestas son lentas,
sostenidas y duraderas.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVA

Si buscamos explicaciones del origen de la vida, encontramos una hipótesis
(planteamiento de respuesta a una interrogante) llamada del Origen Quimiosintético, que
nos dice del origen de la Tierra y de la evolución que presentó, la cual al principio de los
tiempos manifestaba en su atmósfera grandes concentraciones de metano, dióxido de
carbono, vapor de agua, compuestos nitrogenados y otros compuestos inorgánicos que


fueron precipitados a los grandes mares de la época, en ellos se descargaban corrientes
eléctricas provenientes de los rayos formando las primeras moléculas orgánicas conocidas,
los aminoácidos, que son constituyentes de las proteínas que conforman las estructuras
vivas, de aquí en adelante se presentaron combinaciones al azar que dieron como fruto la
aparición de las primeras células, las cuales eran muy simples e incapaces de fabricar su
alimento por lo que su vida era efímera. Poco a poco se presentaron transformaciones de las
células logrando la capacidad de reproducirse y de fabricar su propio alimento. Si analizamos
en detalle esta hipótesis tiene sentido que la composición de los seres vivos sea tan alta en
los bioelementos. Porcentualmente los elementos carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O),
nitrógeno (N), fósforo (P),y azufre (S) cubren cerca del 92% del cuerpo del ser vivo. También
existen elementos en menor escala pero con una importancia grande por regular procesos
importantes, algunos microelementos son los siguientes: cloro (Cl), hierro (Fe), calcio (Ca),
magnesio (Mg), cobalto (Co), cobre (Cu), zinc (Zn), sodio (Na), iodo (I), potasio (K).

COMPUESTOS QUÍMICOS IMPORTANTES DEL SER VIVO

Recordemos que la materia se organiza en varios niveles: el nivel básico es el nivel atómico
que está formado por el conjunto de átomos. El segundo nivel es el molecular, formado por
las moléculas, o sea la estructura química formada por la unión química de dos o más átomos
diferentes. El primer nivel de la materia viva es el celular formado por la célula como la
estructura básica, ya que como lo indicábamos anteriormente, es la estructura más simple
capaz de realizar las funciones vitales. La célula se puede organizar en otros niveles
superiores, como lo son el tejido, el órgano, el sistema, o bien integrar un ser pluricelular,
pero siempre manteniendo una dependencia entre las estructuras para mantenerse vivo
como organismo.

Iniciaremos el estudio de los compuestos que integran a los seres vivos.

De acuerdo a la composición de la materia los compuestos los podemos dividir en: orgánicos
e inorgánicos. Los compuestos inorgánicos se caracterizan por poseer muy poca o nula
cantidad de átomos de carbono en su estructura lo que los hace simples y muy bajos en
energía. Los compuestos orgánicos por su parte poseen gran cantidad de átomos de carbono
y altos en energía. Es de rescatar que el elemento Carbono posee la propiedad de la
HOMOCOMBINACIÓN, o sea forma enlaces químicos consigo mismo, lo que le permite
formar cadenas complejas, además cada enlace C-C almacena mucha energía.

Compuestos Inorgánicos:
Agua:
El agua es con mucho el elemento más abundante en el protoplasma e
indudablemente figura entre los más importantes. La porción amorfa de la célula, lo que
propiamente puede nombrarse como protoplasma es en principio una solución coloidal en
agua. En nosotros los humanos el agua alcanza un valor promedio de 70% del peso corporal
del individuo. Dentro de las propiedades químicas que posee está su polaridad, que se


manifiesta en posee una zona de la molécula parcialmente positiva y otra zona parcialmente
positiva.

El agua cumple grandes funciones en el ser vivo, entre ellas podemos citar:

a.- Por su capacidad de dipolo puede funcionar como un magnífico disolvente de
sustancias de desecho y útiles circulando por el organismo a niveles aceptables. Entre las
sustancias solutos podemos citar: el azúcar, glucosa, que sirve para mantener energía
disponible, también encontramos sales disueltas como el fosfato de creatina que es un
desecho de la desintegración de la proteína en el organismo.

b.- Transporte de sustancias, acuerpando la función anterior observamos que en el
organismo la mejor forma de distribución de sustancias es el medio líquido y por la
abundancia de este en el ser vivo es obvia la función.
c.- Termoregulación: el organismo vivo es enfrentado a los cambios constantemente,
especialmente de temperatura del medio, en el caso de los animales homeotermos( aquellos
que la temperatura corporal mantiene niveles estables y no dependen del medio) la
regulación de la temperatura se realiza por el movimiento de agua en el organismo, en el
caso de frío se profundiza en el ser y por caso del calor se expone al ambiente para que sea
evaporada (sudoración). Esta característica se presenta por ser el agua un compuesto que
absorbe y libera fácilmente el calor y porque su calor específico es muy alto, esto se debe a la
presencia de Puentes de Hidrógenos que unen entre sí a las moléculas. Organismos
Poikilotermos o heterotermos serán los que no son capaces de regular su temperatura por sí
mismos sino que requieren la energía proveniente del medio, verbigracia, los reptiles.

d.- Lubricante: todas las articulaciones se encuentran bañadas por líquidos ricos en
agua, mucílagos, que protegen del desgaste prematuro. Un ejemplo claro lo encontramos en
el momento del parto donde el feto fácilmente sale de la madre al encontrarse bañado por el
líquido amniótico.

Ácidos, Sales y Bases
Los ácidos sales y bases cumplen una función muy importante en el ser vivo
cuando se encuentran en disolución con agua ya que forman electrolitos, iones que
conducen electricidad. Un ácido es un compuesto que se disocia en agua para formar iones
hidrógeno y un anión. El ión hidrógeno se une a los pares de electrones no compartidos de la
molécula de agua y se forma un ión hidrónio. Los ácidos son importantes ya que regulan
procesos como el de la digestión y el de la fermentación láctica por bacterias.

Las bases son compuestos que se disocian en agua para formar iones hidroxilo y un
catión. Su importancia en la regulación del grado de acidez es muy grande.

La sal es un compuesto que contiene un catión diferente al ión hidrógeno y un anión
diferente al ión hidroxilo. Cuando un ácido fuerte reacciona con una base fuerte se forma
una sal y agua. La sal se ioniza y sus iones son importantes en varias actividades metabólicas.


Los contenidos de sales en los líquidos corporales tiene una concentración total de sales de
1/5 la del mar pero igual composición, esto hace pensar que provenimos del mar. La
concentración de sales en el organismo regula procesos, por ejemplo las sales de calcio
regulan la contracción muscular mientras que las de sodio intervienen en la relajación. Las
sales de potasio y de sodio intervienen en la transmisión de impulsos nerviosos a lo largo de
una célula nerviosa. El fosfato es importante en la transmisión de energía. Las sales que son
insolubles son importantes pues estas permiten la formación de estructuras de soporte y
protección, como son el esqueleto interno de los vertebrados, las conchas de bivalvos,
caracoles entre otros.

COMPUESTOS ORGÁNICOS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA

Los compuestos orgánicos más importantes para el ser vivo son los siguientes:

Carbohidratos o hidratos de carbono;
Lípidos o grasas;
Prótidos o proteínas;
Ácidos nucléicos; y
Esteroides.

Carbohidratos

Son las estructuras orgánicas más sencillas, formadas por los bioelementos
Carbono (C), Hidrógeno (H), y Oxígeno (O) en relación 1:2:1. Son fuentes de energía
fácilmente disponibles y actúan también como estructuras de sostén. Los carbohidratos los
podemos dividir en tres grandes grupos dependiendo del número de átomos de carbono que
posean en la molécula. Los monosacáridos son los azúcares más sencillos, constituidos por
moléculas que tienen de 3 a 10 átomos de carbono, pero los más estudiados son los de 5 o 6
carbonos. Los azúcares de 5 carbonos e les llaman pentosas, por ejemplo la ribosa y la
desoxiribosa presentes en el ADN y el ARN. Por su parte los de seis carbonos se les llaman
hexosas, como en el caso de la glucosa y la fuctuosa.

Los azúcares son las estructuras más sencillas, entre ellas tenemos la glucosa y la
fructuosa, dos azúcares que difieren en su configuración estructural y la función que
desempeñan. La ribosa y la desoxirribosa son azúcares de cinco carbonos que intervienen en
la formación del ácido ribonucléico y ácido desoxirribonucléico, respectivamente.

Los almidones son estructuras de almacenamiento temporal en los vegetales, se
forman por la acumulación de glucosa que forma largas cadenas de gran complejidad. En los
animales el "almidón" de reserva se llama glucógeno que se almacena en el hígado y los


músculos.

La celulosa compuesta por centenares de moléculas de glucosa, forma parte de la
pared celular de los vegetales. La glucosamina y la galactosamina, derivados nitrogenados de
los azúcares glucosa y galactosa, son constituyentes importantes de estructuras de sostén
como cartílagos. Otro carbohidrato estructural es la quitina que conforma la envoltura
externa de los insectos, llamada exoesqueleto.

Funciones de los Carbohidratos.
La función principal de los carbohidratos es ser fuente primaria de energía necesaria
para la realización de las funciones vitales en el organismo. En el caso de las plantas, estas
fijan la energía proveniente del Sol en una molécula de monosacáridos (glucosa) por medio
del proceso de la fotosíntesis, y luego por medio del proceso de la respiración celular, dicha
energía es liberada para ser utilizada por el ser vivo. Vale la pena recordar que para liberar la
energía todo ser vivo utiliza la función respiración celular.
Otra función que cumplen los carbohidratos es la de formar parte de las estructuras,
ya sean de sostén, o bien dentro de moléculas de mayor complejidad como los ácidos
nucléicos.

Lípidos o grasas

Son compuestos solubles en éter, cloroformo, o benceno pero poco solubles
en agua. Las grasas provienen, en el caso de las verdaderas, de la unión química de tres
moléculas de ácido graso y una molécula de glicerol con la liberación de tres moléculas de
agua. Las grasas se diferencian en el ácido graso presente y en la cantidad de enlaces dobles
presentes. Las grasas son importantes como combustibles ya que pueden desprender mayor
cantidad de hidrógenos, además son importantes como constituyentes de la membrana
celular. En los animales se deposita bajo la piel aislándolos del medio (importante en
animales de clima frío). En algunos animales se deposita en forma de aceite en el hígado
como es el caso del tiburón, bacalao y la estrella de mar.

Vale la pena recordar que las grasas pueden o no contener en su estructura enlaces
dobles entre los átomos de carbono lo que le permite aceptar elementos de intercambio y
además posee consistencias específicas. Los ácidos grasos saturados tienen el doble de
átomos de hidrógeno con respecto a los de carbono, con dos átomos de oxígeno. Estas
grasas saturadas contienen todos los hidrógenos posibles, siempre con la configuración
COOH, y los carbonos adyacentes están ligados por enlaces simples de valencias.
Los ácidos grasos no saturados contienen menos del doble de átomos de hidrógeno con
respecto a los de carbono y uno o varios carbonos adyacentes están conectados con
valencias dobles. Si esto ocurre en más de dos carbonos adyacentes se emplea el término
poliinsaturado.

Una grasa neutra es un éster de tres moléculas de ácidos grasos (pueden ser del
mismo ácido graso o de ácidos diferentes), reunidas por una molécula de glicerol. Si se usa la


fórmula R_COOH para todo ácido graso, una grasa, típica tiene la estructura siguiente:

CH2-OOC-R
CH2-OOC-R + 3 H2O
CH2-OOC-R

Algunas grasas tienen además del glicerol y del ácido graso, fósforo y nitrógeno,
llamados fosfolípidos que son importantes a nivel de mitocondrias y microsomas.

Las ceras son compuestos de ácido graso y un alcohol que no es el glicerol es
importante en el recubrimiento de la piel de algunos seres con lo cual impiden la desecación,
por ejemplo la piña, y humedecerse, por ejemplo las plumas de las aves marinas.

Esteroides

Los esteroides son moléculas muy complejas con átomos de carbono dispuestos en
cuatro anillos: tres de seis carbonos y uno de cinco. Algunos autores clasifican los esteroides
como una grasa por ser insolubles en agua y si serlo en solventes orgánicos, sin embargo su
grado de complejidad y estructura son diferentes a este grupo. como ejemplos tenemos la
vitamina D, las hormonas sexuales, las hormonas corticosuprarenales, las sales biliares, y el
colesterol. El colesterol es un componente del tejido nervioso y la base química donde se
sustituyen las hormonas. Las hormonas esteroides poseen enorme importancia en la
regulación de procesos metabólicos.

Proteínas

Son las más grandes moléculas de la célula y comparte con los ácidos nucléicos las
características más variadas y complejas. Poseen además del carbono, hidrógeno, y oxígeno,
el Nitrógeno (N). Pueden contener también azufre (S), fósforo (P) y otros elementos.

Por ejemplo la hemoglobina, importante en el proceso de respiración celular en los
seres multicelulares tiene como fórmula

C3032H4816O872N780S8Fe4

Las proteínas están formadas por largas cadenas de aminoácidos, que se unen por
medio de un enlace peptídico perdiendo agua en el proceso. Se conocen aproximadamente
treinta aminoácidos, de los cuales ocho son esenciales o sea deben ser suministrados en la
dieta, esto en el caso de los animales, las plantas son capaces de sintetizar todos.

La función de las proteínas es estructural y enzimática, pero pueden actuar como
fuente de energía, en este caso el grupo amino es desaminado por enzimas. El esqueleto
residual es ingresado en iguales vías metabólicas que la glucosa y grasa para ser convertido
en CO2 y H2O. El grupo amino ( NH2 ) es excretado como urea, ácido úrico u otro compuesto


nitrogenado

H2N - C - COOH
| R = Cadena Carbonada
R
Grupo Amino Grupo Ácido

Las proteínas pueden clasificarse en simples, conjugadas y derivadas:

.- Las proteínas simples, por hidrólisis dan únicamente aminoácidos y su derivados;
entre ellas podemos encontrar las albúminas, las globulinas, gluteínas, albuminoides,
histonas y protaminas.
.- Las proteínas conjugadas están formadas por una proteína simple con un radical no
protéico. como ejemplo de ellas tenemos las nucleoproteínas (proteínas y ácido nucléico),
glucoproteína (proteína y un compuesto del grupo de los hidratos de carbono),
fosfoproteínas (proteína y un compuesto que contiene fósforo), hemoglobinas (proteína y
hematina), lecitoproteína (proteína y lecitina).
.- Las proteínas derivadas son producto de desintegración de las proteínas naturales.
En orden de complejidad creciente podemos mencionar derivados protéicos primitivos,
metaloproteínas, proteínas conjugadas, derivados protéico secundarios, proteosas, peptonas
y péptidos.

Las enzimas son sustancias capaces de facilitar las reacciones químicas, favoreciendo
la velocidad de reacción y disminuyendo el gasto energético. Las enzimas son específicas,
actuando sobre un único sustrato, por ejemplo, la amilasa actúa sobre los almidones
transformándolos en azúcares. Las enzimas son inestables químicamente ya que fácilmente
pierden su poder de acción por la presencia de factores limitantes como la luz o el calor. Las
enzimas necesitan de coenzimas o grupos funcionales que acompañan a la enzima en el
proceso sin participar directamente en él. Por su capacidad de disminuir el gasto energético
en la reacción se les conoce como catalizadores orgánicos.
Los factores limitantes de la acción enzimática son los siguientes:
.- Concentración de sustratos y de enzimas; si la concentración de enzimas es muy
baja la velocidad de acción es menor.
.- Acidez del medio o pH; las enzimas son fácilmente destruidas por medios muy
ácidos o básicos, cada enzima requiere de una acidez específica.
.- Factores ambientales; como la luz, temperatura y presión alteran la labor de las
enzimas.
.- Presencia de inhibidores o grupos de sustancias que engañan a la enzima
adheriéndose a ella sin reaccionar o bien al sustrato impidiendo al grupo enzimático actuar.
.- Ausencia de coenzimas y/o activadores.

Ácidos Nucléicos
Están compuestos por Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno y Fósforo. Son un
conjunto de nucleótidos en cadenas de un orden establecido que le permite cumplir su


acción específica. Encontramos dos tipos fundamentales de ácidos nucléicos, a saber
tenemos: el ADN o ácidos desoxirribonucléico y el ARN o ácido ribonucléico. Tanto el ADN
como el ARN constan de varias unidades pequeñas (monómeros), reunidos para formar
largas cadenas. Cada monómero, llamado nucleótido, está formado por un fosfato, un
azúcar y una base, de purina o de pirimida. Las purinas son grupos químicos cíclicos de
cuatro nitrógenos y cinco carbonos,las pirimidas son anillos hexagonales.
En el momento de la formación de cadenas dobles se sigue un código establecido de los
pares a formar entre las distintas bases nitrogenadas. La Adenina se une a la Timina en el
ADN y al Uracilo en el ARN ya que sólo puede formar dos puentes de hidrógeno. La Citocina
y la Guanina, en los dos ácidos se unen por medio de tres puentes de hidrógeno.
Cabe recordar que en el momento en que se lee la información del ARN en el
ribosoma se va haciendo en grupos de tres letras o bases llamados codón que en conjunto
van a dar el mensaje que se requiere para la formación de la proteína o bien para desarrollar
la función que se necesita.
Característica ARN ADN
Azúcar Ribosa Desoxirribosa
Base Nitrogenada Purina Adenina, Guanina Adenina, Guanina
Base Nitrogenada Pirimida Citocina, Uracilo Citocina, Timina
Número de Bandas Una Dos
Ubicación en la célula Núcleo y ribosomas Núcleo, mitocondria y
cloroplasto
Función Síntesis de sustancias Almacén de información
sobre función, composición y
ordenamiento del ser vivo.
Disposición espacial Plana, lineal Elipsoidal.
Tipos Ribosomal, transferencia y Un solo tipo.
mensajero.

Metabolismo
La compleja estructura celular y su funcionamiento sólo pueden mantenerse con el aporte
de materia y energía del medio externo. Sin ese aporte, las células no podrían vivir. La
principal fuente de energía y materia que tienen las células, la constituyen los nutrientes
orgánicos (alimento). La materia y energía contenidas en estas moléculas son el punto de
partida de millares de reacciones químicas que tienen lugar dentro de la célula en un
momento dado. El conjunto de estas reacciones recibe el nombre de METABOLISMO (del
griego "metabole": cambio).

Prácticamente en todas las reacciones químicas que ocurren en una célula participan
enzimas específicas. Estas reacciones pueden agruparse en una serie de pasos que se
denominan vías. Cada vía cumple una función en la vida global de la célula. Además ciertas
vías tienen muchos pasos en común.

Muchas células tienen vías que les son exclusivas, como las células vegetales que dedican
gran parte de su energía a construir sus paredes celulares, actividad que no realizan las


células animales. Pero, es sorprendente que en gran parte hasta el metabolismo de los
más distintos organismos es muy similar. Algunas vías como la glucólisis y la respiración
son prácticamente universales y existen en casi todos los sistemas vivientes. Las
reacciones metabólicas pueden diferenciarse en dos tipos principales:

ANABÓLICAS: son reacciones de síntesis de moléculas relativamente complejas (por
ejemplo: proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos) y de sus monómeros (aminoácidos,
monosacáridos, nucleótidos), a partir de moléculas precursoras más sencillas.

Las reacciones anabólicas requieren el aporte de energía.

CATABÓLICAS: son reacciones de degradación de moléculas relativamente complejas (por
ejemplo: monosacáridos, lípidos, etc.), procedentes del medio extracelular o de sus
depósitos de reserva propios; esas moléculas son transformadas en moléculas más
simples. Las reacciones catabólicas van acompañadas por la liberación de energía y
proporcionan materias primas para los procesos anabólicos.

La energía en los seres vivos se obtiene mediante una molécula llamada ATP (adenosín
trifosfato).
Aunque son muy diversas las biomoléculas que contienen energía almacenada en sus
enlaces, es el ATP la molécula que interviene en todas las transacciones (intercambios) de
energía que se llevan a cabo en las células; por ella se la califica como "moneda universal
de energía".
El ATP está formado por adenina, ribosa y tres grupos fosfatos, contiene enlaces de alta
energía entre los grupos fosfato; al romperse dichos enlaces se libera la energía
almacenada.
En la mayoría de las
reacciones celulares
el ATP se hidroliza a
ADP
(adenosín difosfato),
rompiéndose un solo
enlace y quedando
un grupo fosfato
libre, que suele
transferirse a otra
molécula en lo que
se conoce como
fosforilación; sólo en algunos casos se rompen los dos enlaces resultando AMP (adenosín
monofosfato) + 2 grupos fosfato.
El sistema ATP <—-> ADP es el sistema universal de intercambio de energía en las células.


Los procesos celulares que llevan a la obtención de energía (medida en moléculas de ATP)
son la fotosíntesis y la respiración celular.

SÍNTESIS CLOROFÍLICA o FOTOSÍNTESIS

Decíamos anteriormente que en los organismos vivos la energía es de fundamental
importancia para la realización de las funciones vitales, ya que sin ella no se puede realizar.
De acuerdo a la posibilidad o no de acumularla en compuestos complejos, los organismos se
clasifican en Autótrofos y en Heterótrofos. Los autótrofos son los que son capaces de fabricar
su alimento a partir de síntesis de sustancias complejas usando sustancias simples y
utilizando la energía del medio, a saber tenemos dos formas de autótrofos: los
quimiosintéticos y los fotosintéticos. Los quimiosintéticos usan la energía liberada en
reacciones exotérmicas, generalmente hablamos de organismos unicelulares primitivos.
El proceso de la fotosíntesis es considerado el primer eslabón de la cadena alimenticia, es
propio de los seres autótrofos, es decir, aquellos capaces de fabricar su propio alimento a
partir de sustancias simples bajas en energía utilizando para ello además de la energía
proveniente del Sol, ya que es muy eficiente en la producción de sustancias complejas y la
captación de la energía.

Como dato que nos puede dar una idea de la importancia de este proceso en la
naturaleza se calcula que las plantas verdes producen más de 300 000 toneladas de
compuestos orgánicos al año. Mediante la fotosíntesis, las plantas absorben dióxido de
carbono y liberan oxígeno, por lo cual purifican la atmósfera haciendo posible la vida animal
sobre la Tierra, razón que provoca que algunos países se dediquen a la venta de servicios
ambientales a países ricos.
La fotosíntesis es un proceso biológico exclusivo de las plantas y de todos aquellos
organismos que estén provistas de plastidios; cloroplastos y cromoplastos, las cuales captan
la energía luminosa, agua del medio y dióxido de
carbono para sintetizar sustancias orgánicas,
principalmente carbohidratos y liberar oxígeno.

Energía Solar Oxígeno
(O2)
PROCESO BIOLÓGICO DE LA FOTOSÍNTESIS

El dióxido de carbono penetra en el
interior de la hoja a través de los poros que se
encuentran en su superficie, denominados
ESTOMAS. El CO2 se difunde a través de las
paredes celulares hasta llegar a los cloroplastos,
conteniendo estos la clorofila, en estas
estructuras se lleva a cabo una serie de
Materia reacciones químicas complejas que culminan en
Orgánica la síntesis de la glucosa. Para ello es necesaria la
presencia de la luz, la clorofila, (o en su defecto
CO2 las xantofilas o carotenos), el CO2 y el agua. El
H2O Dióxido de
Carbono


agua penetra en las plantas a través de las raíces, mediante el proceso
de ósmosis, recordarás que el proceso de ósmosis es el movimiento de
sustancias líquidas a través de una membrana semipermeable de un
medio de baja concentración a uno de alta concentración, este
proceso permite que el agua ascienda en las plantas sin que ésta
Estomas realice ningún gasto de energía. El CO2 utiliza el proceso de difusión,
que consiste en un movimiento de zonas de alta concentración a zonas de baja
concentración. La clorofila es una sustancia de color verde que se encuentra en los
cloroplastos. Existen varios tipos de clorofila, la clorofila a y la b, se encuentran en la mayoría
de las plantas verdes; mientras que la clorofila c y d se encuentran en algunas algas,
químicamente difieren muy poco una de otra, pues su molécula está constituida
básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y un átomo de magnesio.

Escriba en su cuaderno de apuntes cuáles son los requerimientos para que se realice el
proceso de la fotosíntesis, cuáles son los factores limitantes y cuál es la importancia que se
puede aplicar del proceso.

PROCESO QUÍMICO DE LA FOTOSÍNTESIS

La ecuación que resume el proceso de la fotosíntesis es la siguiente
luz
6 CO2 + 12 H2O ---------> C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
clorofila
de aquí deducimos que se necesitan seis moléculas de dióxido de carbono y seis de agua
para formar una molécula de glucosa, sin embargo al sistema ingresan doce moléculas de
agua, si ingresara menos el proceso no se realizaría.
A continuación resumiremos el proceso de la fotosíntesis, para ello lo estudiaremos
por separado de acuerdo a las características principales, lo podemos dividir en dos etapas o
fases:
a.- fase luminosa, y
b.- fase oscura.
FASE LUMINOSA
La energía proveniente de la luz solar está formada por paquetes de luz llamados
fotones o cuantos de energía luminosa, los fotones activan la molécula de clorofila
produciendo la excitación de los electrones. En esta fase de la energía lumínica se
transforma en energía química y temporalmente se almacena en dos compuestos ATP
(adenosín trifosfato o fosfato de adenosina) y NADPH2 (nicotinamina adenin dinucleótido
fosfato), el ATP se forma en los
cloroplastos por dos caminos o
sub fases:
.- fotofosforilación cíclica,
y
.- fotofosforilación


acíclica.

En la fotofosforilación cíclica se absorbe la energía luminosa por medio de una
molécula de clorofila llamada P700, por la longitud de onda que absorbe, la cual se excita y
provoca la expulsión de un electrón alto en energía de la molécula. Este electrón de alta
energía pasa por una serie de reacciones con sustancias transportadoras. Durante su
recorrido va cediendo parte de su energía a las moléculas de ADP (adenosín difosfato) para
transformarla en ATP por la unión de un grupo P (fosfato). En esta subfase se liberan dos
moléculas de ATP por cada recorrido brindado por un electrón de alta energía. Luego el
electrón, vuelve nuevamente a la clorofila del fotosistema I (unión de clorofila a o P700 y
carotenos) o también llamado centro de reacción.

En la fotofosforilación acíclica se forman ATP y NADPH2. La energía lumínica es
absorbida por la clorofila b o P 680 o fotosistema II, y esta pierde un electrón de alta energía,
la cual es tomado por un aceptor de electrones que lo transfiere por el sistema de
citocromos (biocatalizador orgánico que posee hierro y tiene la capacidad de absolver gran
cantidad de energía) a la clorofila P700. Casi simultáneamente, cuando la clorofila P680
pierde un electrón, este es reemplazado por otro procedente de un hidroxilo resultante de la
fotólisis del agua (Proceso de ruptura de una molécula de agua en iones hidroxilo OH- y
hidrógeno H+ por acción de la luz) al suceder esto, las sustancias transportadoras de
electrones regresan al primer electrón a la molécula de clorofila P700 y en este paso la
energía que contiene el electrón, se utiliza para formar ATP a partir de ADP. Luego los dos
electrones de alta energía expulsados de la clorofila más dos iones de hidrógeno procedentes
de la fotólisis del agua se incorporan a la molécula de NADP para formar NADPH2. Es de
hacer notar que el Oxígeno producido en la Fotosíntesis proviene de la molécula de agua.

El NADPH2 y el ATP, formados al final de la fase lumínica reciben el nombre de poder
asimilatorio, y es utilizado posteriormente en las reacciones de la fase oscura o ciclo de
Calvin para reducir el CO2 a compuestos orgánicos; carbohidratos, grasas y proteínas, además
liberar el oxígeno.

FASE OSCURA O CICLO DE CALVIN

En esta fase ocurre la formación de la
glucosa. No necesita la presencia de luz ya que
la energía la toma del poder asimilatorio
formado durante la fase luminosa. En este
período utiliza también el CO2 que toma la
planta del medio. En una serie de pasos, el CO2
se combina en las células con una molécula de
difosfato de ribulosa. Del compuesto resultante
se produce gliceraldehido (PGAL) cuya molécula
tiene tres carbonos. Por cada seis moléculas de
CO2 que toma la célula se forman doce (12)


PGAL. De estas doce moléculas, diez vuelven al ciclo de reacciones y solamente dos de ellas
forman carbohidratos. Para que esto se pueda realizar es necesario el suministro de energía,
la cual proviene del ATP y el NADPH2 formados durante la fase luminosa.

La glucosa formada durante la fotosíntesis se transforma posteriormente en otros
azúcares complejos, tales como la sacarosa, el almidón que constituyen el alimento de
reserva de los vegetales. A partir de estos glúcidos se forma la celulosa y la lignina y
mediante sucesivas reacciones químicas, partiendo de los azúcares mencionados, se forman
otras sustancias complejas muy importantes en la constitución del protoplasma, como lo son
los lípidos y las proteínas.

Las plantas con clorofila vienen a constituir pequeñas fábricas de alimentos que son la base
del mantenimiento de la vida. Aunque en las plantas terrestres se menciona la fotosíntesis
como función de las hojas debemos señalar que este proceso se realiza en todas aquellas
células provistas de clorofila y expuestas a la luz solar que se encuentran en cualquier órgano
de la planta. En el medio acuático las algas tienen gran actividad fotosintética y su papel
primordial para el mantenimiento de la vida en el mar.

Tres hechos fundamentales se producen durante la fotosíntesis:
a.- la transformación de la energía lumínica en energía química;
b.- La liberación de oxígeno y la absorción de dióxido de carbono; y
c.- La síntesis de compuestos orgánicos a partir de productos inorgánicos.

En realidad el proceso de la fotosíntesis es un proceso indivisible y tanto las etapas
que hemos considerado para su estudio como las reacciones químicas mencionadas se
suceden con solución de continuidad y como una reacción en cadena. Podemos afirmar, sin
caer en exageración, que de este proceso depende toda actividad vital de los seres vivos.
Al finalizar la lectura del tema de la fotosíntesis construya en su cuaderno una síntesis de las
diferentes fases, anotando los reactivos usados en cada fase, los productos así como las
condiciones en las que se presenta el proceso de elaboración de sustancias complejas.

RESPIRACIÓN CELULAR AERÓBICA

La Tierra es el único planeta del Sistema Solar que posee una atmósfera con grandes
cantidades de oxígeno libre. Curiosamente, este procede de una actividad biológica, la
fotosíntesis. El oxígeno es un elemento muy reactivo, ataca diferentes compuestos y se
combina con ellos oxidándolos. Durante la oxidación se desprende energía. El proceso de
respiración celular es esencial para todos los seres vivos, ya que mediante él, que es una
reacción de oxidación lenta, se puede liberar la energía contenida en los alimentos.
Podemos definir la respiración celular aeróbica como la degradación lenta y total de la
molécula de glucosa por la reacción de ésta con el oxígeno para la liberación de la energía
contenida, en forma de ATP, dióxido de carbono y agua.

La ecuación general de la respiración es la siguiente;


6 H2O + C6H12O6 + 6 O2 -------> 6 CO2 + 12 H2O + Energía (38 ATP)

Si analizas con detenimiento la ecuación anterior podrás notar que es la reacción inversa al
proceso de la fotosíntesis, donde los reactivos de una son los productos de la otra y se
mantiene un balance de la cantidad de materia que interrelaciona.
El proceso de respiración celular lo podemos dividir en dos fases, de acuerdo a sus
características, ellas son;

a.- Glucólisis, y
b.- Ciclo de Krebs o Ciclo del ácido Cítrico.

GLUCÓLISIS

Este proceso se lleva a cabo en el citoplasma
celular, sin la presencia de oxígeno, es decir, es
ANAERÓBICO. La glucólisis es un proceso conjunto de
reacciones en las cuales, el azúcar, glucosa, se parte en
dos y forma dos moléculas de ácido pirúvico. En esta
fase se producen cuatro ATP pero en el proceso mismo
se requiere de dos ATP para que se inicie, por lo que el
resultado neto es de dos ATP por cada molécula de
glucosa.
El ácido pirúvico, producido en estas reacciones puede
tomar dos caminos:
a.- se oxida y entra al ciclo de Krebs que es
aeróbico y que ocurre a nivel de la mitocondria, o:
b.- sigue un proceso anaeróbico, llamado
fermentación, transformándose en alcohol o en ácido
láctico.

CICLO DE KREBS O DEL ÁCIDO CÍTRICO

Es la segunda fase de la respiración, consiste en la degradación total del ácido
pirúvico a CO2 y agua, en presencia de oxígeno que ocurre en las mitocondrias. La oxidación
durante el Ciclo de Krebs libera dióxido de carbono y pares de átomos de hidrógeno (H2). El
H2 ofrece luego sus electrones al sistema de transporte de electrones por las mitocondrias
para efectos de una serie de reacciones de reducción que culminan en la formación de agua
y almacenamiento de la energía producida en forma de ATP. El ATP es formado por la
fosforilación oxidativa del ADP, que proporciona una molécula de fosfato inorgánico al ADP,
creándose así el compuesto ATP de energía más alta. La energía incorporada al ATP puede
utilizarse entonces para cualquier actividad celular que requiera energía, como síntesis de


proteína, contracción muscular, y
transporte activo.

La energía se libera al
reconvertirse el ATP en ADP y fosfato
inorgánico. Muchos procesos que
requieren energía ocurren fuera de
las mitocondrias, aunque algunas
síntesis tienen lugar en su interior.
Durante el proceso del Ciclo de Krebs
se liberan alrededor de 36 ATP. La
degradación total por tanto produce
en promedio 38 ATP, dos
provenientes de la glucólisis y 36 provenientes del ciclo de Krebs.

FERMENTACIÓN

Anteriormente dijimos que a partir de la glucólisis el ácido pirúvico podía seguir dos
caminos: uno aeróbico (Ciclo de Krebs) y otro anaeróbico, ahora vamos a relacionarnos con
el tema de fermentación.

Entendemos como fermentación a la reacción de degradación parcial de la molécula
de glucosa SIN la presencia de oxígeno.
De acuerdo al subproducto formado así tenemos:
1. Fermentación Láctica;
2. Fermentación alcohólica.
3. Fermentación acética.

FERMENTACIÓN LÁCTICA:

Ocurre a nivel muscular. La glucosa por medio de enzimas, se degrada en ácido
láctico, CO2 y dos moléculas de ATP. Es una fuente de energía alterna para momentos de alta
necesidad de fluido energético.

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA:

En este proceso, la glucosa, por medio de levaduras y enzimas, se degrada en alcohol,
CO2 y dos moléculas de ATP.

IMPORTANCIA DE LA FERMENTACIÓN:
Este proceso es importante para:
a.- la degradación de restos de seres vivos en los minerales básicos componentes.


b.- Para la producción de CO2 para el proceso de la fotosíntesis.
c.- Formación de rocas fósiles como carbón y petróleo.
d.- En la industria licorera y farmacéutica.
e.- De igual manera en la industria panadera

CICLO CELULAR

La célula como ser vivo durante su tiempo de existencia debe pasar por una serie de
transformaciones, entre ellas se encuentra el aumento de tamaño o de volumen provocado
por la acumulación interna de sustancias tanto nutritivas como de estructura. Cuando la
célula alcanza un tamaño crítico se debe dividir en dos células idénticas en estructura pero
inferiores en tamaño, la información de su funcionamiento así como la de su estructura se
duplica y cada célula hija recoge una copia igual a la de su madre. Al pasar la célula por este
ciclo celular, deben llevarse a cabo dos procesos claves de manera coordenada y precisa:
1.- debe ocurrir la duplicación del material genético presente en la célula; y
2.- las dos copias del material se deben distribuir en forma equitativa de tal manera
que ambas adquieran la misma información que le permitirá perpetuar la especie en la
misma línea celular.

El primer período del ciclo celular, como indicábamos
anteriormente, es un período de crecimiento y aumento de la
masa celular, es llamada G1. Este período está caracterizado
porque el material genético de la célula diploide se prepara
para duplicarse, por lo tanto se sintetiza en la célula los
materiales necesarios para poder copiar el ADN requerido. En
esta fase los cromosomas están formados por UNA SOLA
CROMÁTIDA. Cuando la cantidad de material sintetizado es la
indicada la célula inicia un período llamado S en el cual el ADN
se duplica y se ensamblan los cromosomas, de esta forma al finalizar la fase los cromosomas
están formados por DOS CROMÁTIDAS. Después de completada la duplicación del ADN la
célula entra nuevamente en una etapa de crecimiento de llamada G2. Durante estas tres
fases hay una intensa actividad metabólica y crecimiento de la célula, estas tres fases dan
cabida a lo que se conoce como INTERFASE. Después de finalizada la fase G2, se produce la
división celular o fase M (mitosis). Durante la mitosis se detiene la mayoría de la actividad
metabólica de la célula.
La secuencia G1 - S - G2 - M - G1 se conoce como CICLO CELULAR. La duración de ls
diferentes fases, particularmente de la G1 y G2 son muy variadas y dependen del tipo de
célula y de la especie. Cuando la división no progresa o sea se encuentra detenida se dice
que la célula se encuentra en un estado G0. La fase G0 se puede presentar por efectos
ambientales o bien porque se haya alcanzado una diferenciación terminal en donde se pierda
la capacidad de reproducirse como sucede, por ejemplo, con las células cerebrales. En las
células eucarióticas que proliferan rápidamente, la fase M ocurre generalmente cada 16 - 24


horas y dura de 1 a 2 horas. Bajo condiciones que favorecen el crecimiento celular, el
contenido proteico total de la célula típica aumenta más o menos continuamente a través
del ciclo. Así mismo la síntesis de ARN se produce a
una tasa continua, con la excepción de la fase M,
cuando los cromosomas están demasiado
condensados para permitir la transcripción.
La primera manifestación visible de una
inminente mitosis es una condensación de los
cromosomas. En la mitosis, dos estructuras
citoesqueléticas son importantes:
a.- El huso mitótico compuesto por
microtúbulos y sus proteínas asociadas el cual se
encarga de alinear, separar y transportar los
cromosomas hijos a cada polo de la célula; y
b.- En las células animales, un anillo contráctil
de filamento de actina y miosina muy importantes en la citocinesis. Cuando se produce la
duplicación del ADN, las dos copias del cromosoma se pegan a regiones especializadas de la
membrana celular y son gradualmente separados por el crecimiento hacia adentro de la
membrana entre ellos. La fisión ocurre entre los dos sitios de fijación, de manera que cada
célula hija captura un cromosoma.

La fase M está dividida en seis estados; los
primeros cinco constituyen la mitosis o división del
núcleo. El sexto estado corresponde a la citocinesis
o división del citoplasma. Los cinco estados de la
mitosis ocurren en un orden estricto, con solución
de continuidad y son: PROFASE, PROMETAFASE,
METAFASE, ANAFASE Y TELOFASE. La citocinesis
comienza durante la anafase y termina casi al final
del ciclo mitótico.

PROFASE:
Los cromosomas comienzan a condensarse,
al final comienza la formación del huso mitótico o
acromático y desaparece el nucléolo, En la profase se presenta un estructura llamada ASTER
que es formada a partir del nucléolo, de él nacen una serie de microtúbulos que tienen un
arreglo radial, a esta organización se le llama HUSO MITÓTICO
O HUSO ACROMÁTICO. En las plantas superiores no se
encuentran centriolos pero los microtúbulos se reúnen en
regiones pobremente definidas. Los cromosomas duplicados
se unen al huso acromático por medio de unas estructuras
llamadas QUINETOCOROS (COMPLEJO MULTIPROTÉICO), la
unión se da en el centrómero de los cromosomas que en esta
fase consta de dos cromátidas hermanas unidas, la


información de donde se forma el quinetocoro específico proviene del ADN del centrómero.
PROMETAFASE:
Esta fase comienza abruptamente al romperse la membrana nuclear en muchas
vesículas. Los microtúbulos del huso hasta ese momento fuera del núcleo logran entrar a la
región nuclear y unirse por medio de los quinetocoros a los centrómeros de los
cromosomas. Los quinetocoros de los microtúbulos se extienden en dirección opuesta a
partir de cada cromátida. El resultado de esta interacción es que una cromátida de cada
cromosoma segregará a cada una de las células hijas. Los microtúbulos pegados al
quinetocoro juegan un papel esencial en este proceso de segregación:
1.- ellos juegan un papel muy importante en la orientación de cada cromosoma con
respecto al eje del huso, de manera que busque un polo.
2.- mueven cada cromosoma hacia la placa metafásica, proceso que dura entre 10 y
20 minutos en células de mamíferos.
La prometafase está caracterizada por un período de frenética actividad durante el
cual el huso trata de alinear los cromosomas en la placa metafásica. En realidad los
cromosomas están rotando violentamente y oscilando atrás y adelante entre los polos del
huso, ya que sus quinetocoros están capturando microtúbulos que crecen de uno y otro de
los polos del huso y están siendo halados por los microtúbulos capturados. Estos
movimientos le permiten a los cromosomas ser segregados al azar en las células hijas.

METAFASE:
Los microtúbulos del quinetocoro alinean en un plano as la
mitad de los polos del huso a los cromosomas formando lo que se
llama PLACA METAFÁSICA.

ANAFASE:
La anafase comienza abruptamente con la separación
sincronizada de cada cromosoma hijo, cada uno con su quinetocoro y la
subsecuente partida hacia los polos opuestos. Todas las cromátidas se
mueven a la misma velocidad.

TELOFASE:
De Telos que significa final. Las cromátidas llegan a cada uno de
los polos y desaparecen los microtúbulos del quinetocoro. Se forma una
nueva membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas hijos.
La cromatina empieza su proceso de desconcentración y
descondensación. Reaparece el nucléolo.


CITOCINESIS:
Durante la citocinesis se divide el citoplasma por un proceso llamada segmentación. Aunque
la división nuclear y citoplasmática están asociadas, son eventos separados. En animales, la
membrana alrededor de la mitad de la célula y perpendicular al eje del huso y entre los
núcleos hijos, se dirige al centro y adentro y forma un surco de segmentación, el cual penetra
gradualmente hasta separar la célula en dos mitades. El huso mitótico juega un papel
importante en determinar donde se dará la segmentación. La citocinesis usualmente
comienza en la anafase y
continúa hasta la telofase
y siguiente período
interfásico. El primer
signo visible de la
segmentación en células
animales es la aparición
de un plegamiento y
surcamiento de la
membrana plasmática
durante la anafase. El
surco ocurre
invariablemente en el
plano de la placa
metafásica, en ángulo
recto al eje mayor del
huso mitótico. La
mayoría de células se
dividen de forma
simétrica de forma que
las dos células hijas
obtienen el mismo
tamaño. La
segmentación es
efectuada por la
contracción de un anillo contráctil formado principalmente por actina y miosina. Este grupo
de filamentos se encuentra unido al lado citoplasmático de la membrana celular por un
grupo de proteínas. En el caso de las plantas superiores el proceso de citocinesis sufre una
modificación debido a la presencia en estas de una pared celular rígida, en este caso se forma
una PLACA CELULAR que es un nuevo tabique celular dentro de la célula.

MEIOSIS
La meiosis es un tipo de reproducción celular por medio de la cual el número de
cromosomas se reduce a la mitad, dando origen a la formación de los gametos, que son
células especializadas para la reproducción de seres sexuados. En la fertilización del óvulo


por el espermatozoide, el número de cromosomas se duplica en el cigoto; como, por otra
parte sabemos que el número de cromosomas es constante para cada especie tiene que
haber antes de la fertilización un proceso de reducción o MEIOSIS (del griego disminución),
para evitar que en cada generación se duplique el número de cromosomas.
Los gametos o células sexuales derivan de las células somáticas mediante meiosis, es
decir, reduciendo a la mitad el número de cromosomas de la especie. A la célula que pose el
número completo de cromosomas se le denomina DIPLOIDE, que se simboliza por 2n.
Por ejemplo, en las células del hombre hay 46 cromosomas; después de la meiosis ese
número se reduce a la mitad; son células haploides (n); estas células están representadas por
los gametos: óvulo y espermatozoide. En el humano tienen 23 cromosomas cada uno.
Con la excepción de los cromosomas sexuales, un núcleo contiene dos versiones
similares de cada cromosoma, uno proveniente del padre y el otro proveniente de la madre,
llamados HOMÓLOGOS.
A diferencia de la mitosis, en la cual ambas células hijas contienen el mismo número
de pares de cromosomas, en la meiosis los gametos derivados contienen sólo un miembro de
cada par (el proveniente de la madre o del padre). Este requerimiento provoca un mayor
trabajo a la maquinaria de la división celular.
La meiosis consta de dos divisiones nucleares sucesivas después de una sola
duplicación del ADN.
FASES DE LA MEIOSIS:
Aunque el proceso de la meiosis se efectúa en forma continua como un todo único
para su estudio se ha dividido en fases o etapas:
MEIOSIS I
a.- PROFASE I: Esta es mucho más complicada que la profase mitótica, arbitrariamente se
dividió en cinco estados: LEPTOTENO, ZIGOTENO, PAQUITENO, DIPLOTENO y DIACINESIS.
Vale la pena conocer generalidades de lo que sucede en cada una de ellas, pero lo más
importante es el ENTRECRUZAMIENTO, pues aumenta la variabilidad en las especies.
LEPTOTENO:
Los cromosomas tienen aspecto filiforme y no se pueden observar las
cromátidas ya que ambas se encuentran juntas. Cada cromosoma se encuentra pegado por
ambos extremos a la membrana nuclear por medio de una sustancia o estructura llamada
PLACA DE FIJACIÓN.
ZIGOTENO:
Los cromosomas homólogos comienzan a aparearse, proceso que recibe el
nombre de SINÁPSIS. Esto constituye una gran diferencia de la meiosis y la mitosis, pues en
esta última no existe el apareamiento. En la sinapsis cada gen es yuxtapuesto con su gen
homólogo. Cada par de cromosomas apareados se conoce como DIVALENTE o TÉTRADA. Al
aparearse los dos juegos de cromátidas se forma una estructura conocida como COMPLEJO
SINAPTONÉMICO. Esta estructura mantiene unidas y alineados los cromosomas homólogos
del bivalente y se cree que es requerido para que ocurra el ENTRECRUZAMIENTO (crossing
over). Las cromátidas hermanas en cada homólogo son conservadas muy juntas y su ADN se
extiende del mismo lado del Complejo Sinaptonémico en una serie de lazos. De esta manera
mientras los cromosomas homólogos son estrechamente alineados a lo largo de su longitud
en el complejo sinaptonémico, las cromátidas maternas y paternas que se recombinan son


mantenidas separadas.

PAQUITENO:
Se inicia en el momento en que finaliza la sinápsis y puede durar varios días.
En este estado aparecen grandes nódulos de recombinación a intervalos en el complejo
sinaptonémico. La recombinación genética ocurre entre DOS CROMÁTIDAS NO HERMANAS.
Los sitios donde ocurrió la recombinación son invisibles en paquiteno pero aparecerán más
adelante en la siguiente fase como QUIASMAS. El entrecruzamiento hace que la
descendencia herede genes provenientes de ambos abuelos, a pesar de que el progenitor
respectivo le dio a su hijo una célula germinal que contenía el cromosoma de su padre o
madre. La recombinación genética permite que aumente la variabilidad entre la
descendencia. En esta etapa los cromosomas se descondensan temporalmente y sintetizan
ARN para proporcionar materiales de reserva para el huevo.
DIACINÉSIS:
En esta fase cesa la síntesis del ARN, se condensan los cromosomas (se
engruesan) y se despegan de la membrana celular. Se ven claramente las dos cromátidas de
cada cromosoma homólogo. Las cromátidas hermanas permanecen unidas a nivel de los
quiasmas. El entrecruzamiento además de generar nuevas combinaciones de genes, es
crucial para la segregación de los dos cromosomas homólogos a los núcleos hijos. Esto es
debido a que cada entrecruzamiento crea un quiasma, el cual juega un papel análogo al del
centrómero en la división mitótica, manteniendo junto a los cromosomas materno y paterno
en el huso acromático, hasta la ANAFASE I.
METAFASE I
Esta fase se inicia cuando se desintegra la membrana nuclear y se forma el huso.
Cada par de cromosomas homólogos se disponen independientemente sobre el Ecuador de
la célula, para ello es de fundamental importancia los quiasmas que toman la función de los
quinetocoros en la mitosis normal.
ANAFASE I:
Se produce la separación o segregación de los cromosomas homólogos a cada una de
las células hijas, en algunos casos se forma una membrana nuclear en cada célula hija pero
puede no formarse. Esta fase es de suma importancia en genética pues es en la que se
pueden producir o inducir mutaciones al no segregarse algún par de homólogos.
TELOFASE I:
Se forma la membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas y la célula
sufre citocinesis, formándose dos células.
Al final de la meiosis I, en complemento cromosómico se redujo a la mitad, o sea de
tetraploide a diploide, recordemos que en la interface se produce una duplicación del
material original, esto es una característica común a mitosis. Los dos alelos de cada gen
fueron separados en anafase I y se envió cada uno a una célula diferente. Dos cromátidas
separadas son segregadas en la mitosis pero en meiosis se segregan dos cromátidas unidas
por un centrómero.
MEIOSIS II:
Esta es precedida por una corta interface en la cual no ocurre duplicación de los
cromosomas. Los cromosomas se descondensan un poco, pero luego se vuelven a condensar


y comienza la profase II. En todos los organismos la profase II es breve, se rompe la
membrana nuclear y los cromosomas entran en contacto con el huso mitótico. Al igual que
en la mitosis, se detecta una serie de fibras quinetocóricas en cada cromátida hermana que
se extienden a cada polo. El resto del comportamiento cromosómico es igual a una mitosis.
La diferencia estriba en que hay un sólo cromosoma par en lugar de dos. La división termina
con la formación de cuatro células haploides. Las células germinales, además de sufrir
meiosis experimentan otras modificaciones para convertirse en óvulos y espermatozoides.
El proceso de meiosis es de suma importancia en la reproducción sexual por el
intercambio de material genético entre dos seres de la misma especie, lo que produce
variabilidad que le permite una mejor adaptación. Del mismo modo en el momento que se
produce el entrecruzamiento en la profase I la variabilidad aumenta. La unión de óvulo con
espermatozoide, durante la fertilización, restablece el número diploide de cromosomas
produciendo un individuo con igual cantidad de información pero distinta en calidad.

Si analizas con detalle el gráfico anterior podrás encontrar una serie de diferencias entre
los procesos de mitosis y meiosis resaltando la importancia de estos procesos en la
reproducción de las células, en el caso de mitosis y en la reproducción de seres
multicelulares complejos como es el caso de la meiosis para la reproducción sexual. Busca
con detalle y encontrarás otras más.

Genética

La genética es la rama de la Biología que estudia los fenómenos de la herencia, sus
variaciones y las leyes que la rigen. El término genética fue utilizado por primera vez por
Paterson, un biólogo inglés en el año 1903.

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