Biología I "Tres Modelos básicos"

B I O L O G I A

TRES MODELOS BASICOS

MODELOS DE ESTRUCTURA

HISTORIA Los antiguos creían que los fenómenos naturales habían de ser interpretados y controlados por seres sobrenaturales. Fue hasta el siglo V a C., cuando comenzó a investigarse y tener descubrimientos, por parte de los filósofos naturistas en Grecia, siendo el más famoso Aristóteles. Su mejor trabajo fue Historia de los animales, donde dio a conocer el método de investigación que los filósofos naturistas empleaban.

Galeno fue uno de los primeros anatomistas, sus conocimientos perduraron poco más de 1300 años, pero sus trabajos tenían muchos errores, ya que basó sus estudios en la anatomía del mono bárbaro. Una corriente nueva la encabezó Vesalius (1514-1564), célebre anatomista y médico belga, que con la publicación de su libro de anatomía Fábrica establece las bases de la anatomía moderna. William Harvey, médico y científico inglés, descubre la circulación de la sangre, la función del corazón y los vasos sanguíneos, de ahí surgió la fisiología (funcionamiento y procesos en el organismo). Con el uso del microscopio se lograron grandes avances tales como los de Marcelo Malpighi, quien descubre los capilares; Roberto Hooke, quien usa la palabra célula para describir los poros o espacios descubiertos entre las paredes del corcho y Dutrochoert, quien fue el primero en declarar que la célula es la unidad básica de la estructura.

ESTRUCTURA DE LA CELULA

En Inglaterra, en 1831, Roberto Brown fue el primero en reconocer que casi todos los tipos de células tienen un núcleo. Karl Von Siebold establece que existen microorganismos independientes constituidos por una sola célula y las estudia, delimitándolas por una estructura muy fina llamada cilio. Se inventó el micrótomo, instrumento que realiza cortes muy finos. También se perfeccionó el microscopio fotónico, lo que dio lugar al microscopio de contraste de fases, con el cual se puede ver las células vivas. E la década de los años cincuenta, se empleó el microscopio electrónico, con lo que se dio a conocer la estructura de la célula.

Luis Pasteur probó que algunos microorganismos son los agentes causantes de procesos útiles (fermentación) y otros en cambio son causantes de diversas enfermedades, esto dio lugar a la microbiología (estudio de microorganismos). También probó que la teoría de la generación espontánea no era correcta, él afirmaba que los organismos sólo proceden de otros organismos y con esto, la célula se convirtió en foco de atención.

Rudoli Virchow observó que las células de tejidos sanos eran diferentes a las de tejidos enfermos, con esto surgió la patología celular (estudio de la estructura de la célula normal). Walther Flemming introdujo los términos mitosis (proceso completo de la división celular) y cromatina (material colorante oscuro del núcleo de las células, que se convierte en cromosomas durante la división celular.

En la mitosis o división celular, se presenta duplicación de los cromosomas. Interfase es cuando los cromosomas se mantienen unidos, llamados cromátidas o cromatina antes de iniciar la división celular. La mitosis se divide en cuatro fases:

• PROFASE: El centrosoma forma dos centriolos que emigran a los polos de la célula, formando el huso acromático. El nucleolo desaparece, y lo cubre la membrana nuclear. La cromatina se convierte en cromosomas.

• METAFASE: Los cromosomas por partes se colocan en el ecuador del huso acromático formando la placa ecuatorial.

• ANAFASE: Los cromosomas se separan y emigran a los polos de la célula

• TOLOFASE: Los cromosomas se unen y forman los núcleos, reaparece el nucleolo y se forman membranas nucleares, se estrangulan el citoplasma formando dos células hijas idénticas.

Las células están formadas por un núcleo y citoplasma. El núcleo es el centro de control de las actividades celulares. Contiene la información genética en el ADN. Dentro del citoplasma se encuentran los siguientes organelos celulares:

 MITOCONDRIAS: Cuerpo redondo o alargado, se considera la central eléctrica de la célula, y es donde se produce la energía.

 RETICULO ENDOPLASMA. Laberinto que conecta el núcleo con el exterior de la célula. Puede ser de superficie lisa o rugosa. Esta última se debe a la presencia de ribosomas que están adheridos a la superficie del retículo y que intervienen en el proceso sintético de las proteínas. El retículo es un sistema de transporte interno de la célula.

 APARATO DE GOLGI. Semejante a un montón de sacos y tiene una actividad secretora.

 CENTRIOLOS. Son cuerpos redondos, visibles durante la mitosis e influyen en la formación de fibras fusiformes.

 VACUOLAS. Vasos alargados que contienen agua, alimentos o material de desecho que ha sido temporalmente almacenado.

 LISOMAS. Son cuerpos de gran poder digestivo dentro de la célula, contiene enzima digestiva que descomponen las partículas alimenticias grandes a más pequeñas.

 MEMBRANA CELULAR. Limita la célula. Sirve como puerta de entrada y salida de compuestos y sustancias, y como defensa de la célula.

MOLECULAS DE LA MATERIA VIVA

La materia está formada por partículas llamadas átomos. En el centro del átomo está el núcleo y dentro de éste se encuentran los protones (cargas positivas) y los neutrones (cargas neutras). Alrededor del núcleo giran los electrones (carga negativa). Existen 103 tipos de átomos o elementos. Estos átomos se unen por medio de un enlace químico formando moléculas (el agua, que conforma el 75 % de la materia viva). Debido a los arreos de enlace dentro de la molécula de agua, tiene características polares. Esta polaridad explica su capacidad para disolver muchas sustancias.

La materia orgánica es cualquier sustancia que contiene varios átomos de carbono unidos entre sí o unidos al hidrógeno. Los carbohidratos son grupos importantes de moléculas orgánicas de la materia viva. Hay tres clases importantes de carbohidrato: MONOSACARIDOS, DISACARIDOS Y POLIZACARIDOS. Los azúcares simples, mejor conocidos como exosas son: glucosa, fructuosa y galactosa. Son los compuestos orgánicos que más abundan en la naturaleza y los que proporcionan mayor cantidad de energía. La mayoría se sintetizan por las plantas verdes durante el proceso fotosintético. En los disacáridos, el más conocido es la sacarosa. Los polizacáridos son los que tienen muchos azúcares. La celulosa que se forma en las paredes celulares de las plantas es el polizacárido más abundante. Los animales almacenan glucosa como glucogeno.

Las proteínas son cadenas de moléculas formadas por aminoácidos. Existen aminoácidos comunes. Cada uno de ellos tiene un átomo de carbono llamado carbono alfa, al que se unen cuatro grupos diferentes de moléculas, tres son siempre los mismos: grupo amino, (NH2), átomo de hidrógeno (H). Grupo ácido (COOH) y el tercero, el que es diferente, el grupo radical (R). La unión de los aminoácidos se lleva a cabo con la unión del grupo amino y con el grupo ácido. Este enlace químico se llama enlace peptídico.

La hemoglobina es un tipo de proteína. El agua, carbohidratos y proteínas, son las moléculas más abundantes en los organismos vivos. También se presentan los lípidos que incluyen las grasas y aceites, y los ácidos nucleicos (ADN y RNA), llamados moléculas maestras.

ORGANISMOS Y SU MEDIO AMBIENTE

Antes del siglo XX, los biólogos buscaban las respuestas a sus problemas mirando principalmente, en el interior de los organismos, pero se ha visto que los problemas biológicos no se pueden resolver con sólo investigar en el organismo (células), o los organismos individualmente. Un ejemplo es cuando aparece una marea venenosa en las costas de Florida. En este caso, se debe estudiar también el medio ambiente y esto se hará de dos maneras: el abiótico, el que comprende lo no viviente (en el caso del estudio de la marea venenosa se tiene que estudiar las corrientes oceánicas, la lluvia, etc.), y el biótico, que incluye las formas de vida que rodean un organismo. La biosfera es un término nuevo que incluye toda la vida de este planeta. La ecósfera es el nivel superior de organización que incluye al mundo y toda la vida que en hay en él.

FUNCION DE MODELOS

ENERGIA Y ORGANISMOS La célula necesita energía para llevar a cabo su trabajo químico (formación de moléculas y reacciones químicas), esta energía la toma de los enlaces químicos de las moléculas de trifósforo de adenosina (ATP), la cual es producida por las mismas células. El rompimiento de estos enlaces libera una cantidad considerable de energía que utiliza la célula en diferentes procesos. Las células que son capaces de transformar la energía luminosa en energía de enlace químico de moléculas de ATP se llaman autótrofas. Las que no son capaces de transformar energía luminosa se llaman heterótrofas. Estas células obtienen la energía de enlace químico de moléculas orgánicas por otras células. Nuestro organismo, y el de todos los animales, está formado por células heterótrofas.

La transformación química de la energía en las plantas se lleva a cabo en los cloroplastos y su color se característico proviene del pigmento verde llamado clorofila, uno de los componentes de los cloroplastos. La actividad química que se efectúa en el cloroplasto

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