Trabajo De Biologia

BASES QUIMICAS DE LA VIDA.

1.1 Los Niveles de Organización de la Materia.

La vida se agrupa en diversos niveles estructurales jerarquizados. Así se sabe que la unión de células puede dar lugar a un tejido y la unión de éstos da lugar a un órgano que cumple una función específica y particular, como el caso del corazón o el estómago.

De esta forma los diversos niveles de jerarquización de la vida se agrupan hasta formar un organismo o ser vivo, éstos al agruparse siendo de una misma especie forman una población y el conjunto de poblaciones de diversas especies que habitan en un biotopo dado forman una comunidad.

La materia viva en la naturaleza se ha ido organizando según grados de complejidad:

• Nivel atómico: Un núcleo con masa y con uno o más niveles de energía (dependiendo de la clase de elemento de que se trate), con electrones girando a su alrededor, constituye a un átomo.

El núcleo atómico contiene subpartí-culas de varios tipos, pero los de mayor importancia son los protones, con una carga eléctrica positiva, y los neutrones compuestos por subpartículas con cargas negativas y positivas electromagnéticas que se neutralizan unas a otras. Por otra parte, los electrones poseen una carga eléctrica negativa.

• Nivel molecular: se refiere los bioelementos y las biomoléculas de manera estática, tal como se encuentran en los seres vivos, sin modificación. Al unirse bioelementos se forman biomoléculas.

• Nivel macromolecular: las biomoléculas se unen entre sí y forman macromoléculas, proceso llamado polimerización. Las macromoléculas a veces se unen entre sí para formar complejos supramoleculares (glicoproteínas, ribosomas y otros) que a veces están formando organismos elementales (como por ejemplo a los virus).

• Nivel celular: se trata todo lo relacionado con la célula (unidad anatómica y funcional de todo ser vivo, que se nutre, se relaciona y se reproduce).

Las células se distinguen entre procariotas (material genético libre en el citoplasma, como en el caso de las bacterias) y eucariotas (contienen el material genético encerrado en un núcleo, como en los organismos multicelulares) así como también entre células animales (sólo tienen membrana celular) y células vegetales (poseen pared celular rígida).

Las moléculas se organizan altamente para construir membranas estructurales (organelos: pared y membrana celular, núcleo y membrana nuclear, cromosomas, nucléolo, ribosomas, retículo endoplasmático liso y rugoso, lisosomas, vacuolas, mitocondrias, cloroplastos, cromoplastos y aparato de Golgi), que poseen funciones específicas, según los materiales con que ellas están formadas.

Apreciación del tamaño relativo de las moléculas: (1 nm = 1 nanómetro = 1 x 10-9 m = una mil millonésima parte del metro), el grosor de las membranas (10 nm) y el tamaño de los virus (100 nm), bacterias (1 μm = 1 micrómetro = 1 x 10-6 m = una millonésima parte del metro), orgánulos (hasta 10 μm) y de la mayoría de las células (hasta 100 μm).

• Nivel de tejidos: proceso de complejidad. Las células se diferencian, especializan, coordinan y unen para formar tejidos (adiposo, muscular, óseo, epitelial, nervioso, conectivo), que realizaran actividades fisiológicas.

• Nivel de órganos: los tejidos se unen y forman órganos que realizan determinados actos, como por ejemplo el de bombear la sangre (corazón).

• Nivel de aparatos y sistemas: los órganos se coordinan para dar lugar a un aparato (si los órganos son todos distintos) o a un sistema (si los órganos son todos parecidos).

• Nivel de organismo: los aparatos y sistemas con sus respectivas funciones conforman los distintos individuos u organismos vivos pertenecientes a determinada especie.

• Nivel población: la población es el conjunto de individuos de la misma especie que viven en el mismo lugar, se relacionan y tienen descendencia fértil entre sí. Es la unidad de evolución.

• Nivel comunidad: un grupo de poblaciones diferentes constituyen una comunidad.

• Nivel ecosistema: las comunidades actúan recíprocamente con su ambiente para constituir un ecosistema. El ecosistema es la unidad de ecología.

El ecosistema se define como la relación de interdependencia entre la comunidad biótica (biocenosis) y el biotopo (condiciones físico-químicas del medio).

• Nivel de Biósfera: la suma de todos ecosistemas y comunidades en la Tierra constituyen la biósfera.

Todos los seres vivos que habitan la biósfera constituyen la biodiversidad, siendo este el nivel de organización más grande en la biología.

1.2 Estructura Molecular de la Vida.

Componentes Químicos de la Materia Viva: La Química de la Vida.

Previamente a conocer los elementos químicos que componen los organismos vivos, es necesario repasar el significado de algunos términos.

Química: es una ciencia experimental que estudia la naturaleza (composición, estructura, propiedades, interacción y transformación) de la materia.

Materia: es el material físico del universo, es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, es decir, tiene masa y volumen, y es perceptible por nuestros sentidos.

Masa (m): es una medida de la cantidad de materia que hay en un cuerpo y es una constante propia del mismo. La unidad SI (Sistema Internacional de medidas) fundamental para la masa es el kilogramo (Kg), la más utilizada en química es el gramo (g), donde 1 Kg = 1,000 g.

Volumen (V): Es una medida del espacio que ocupa un cuerpo en tres dimensiones: altura (alto), grosor (ancho) y profundidad.

Los organismos están constituidos por materia. La materia es una forma de energía que posee sustancia y masa, ocupando un lugar en el espacio.

La materia está formada por minúsculos agregados de energía almacenada llamados partículas que se unen unas con otras para formar núcleos. Estos núcleos atraen y capturan a otras partículas, llamadas electrones, dentro de capas orbitales alrededor de ellos, para formar átomos.

Los átomos son la unidad estructural de toda forma de materia existente en el universo conocido. Son los que constituyen los diferentes elementos químicos.

Un elemento químico es una substancia constituida por átomos de la misma clase. Ejemplos de elementos químicos son el carbono (C), hierro (Fe), zinc (Zn), calcio (Ca), hidrógeno (H), etc. Se conocen alrededor de 118 elementos químicos, cada uno definido por la cantidad de electrones que posee y por sus propiedades de interacción entre los de la misma clase o elemento y con otros elementos.

Cuando una substancia está formada por dos o más clases de átomos se le denomina molécula como por ejemplo la molécula del agua (H2O).

De los 92 elementos naturales conocidos, solamente 25 elementos forman parte de la materia viviente. El 98% de la masa de un organismo está formado por sólo seis elementos: oxígeno (O), carbono (C), hidrógeno (H), nitrógeno (N), calcio (Ca) y fósforo (P) que en combinación llegan a constituir las moléculas de la vida.

Los demás elementos, que conforman el 4% restante de la materia viva, se presentan en cantidades reducidas, por lo que habitualmente se los denomina oligoelementos (oligos = reducido) debido a que están presentes en cantidades diminutas.

Las moléculas que contienen carbono se denominan COMPUESTOS ORGÁNICOS, como por ejemplo el bióxido de carbono, el cual está formado por un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno (CO2). Los azúcares son moléculas complejas compuestas de carbono.

Las moléculas que carecen de carbono en su estructura, se denominan COMPUESTOS INORGÁNICOS, por ejemplo, la molécula del agua, la cual está formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno (H2O), así también la molécula de la sal común (cloruro de sodio) que está formada por un átomo de cloro y otro de sodio (NaCl).

Los principales compuestos orgánicos que contienen los organismos vivos son:

• Carbohidratos.

• Lípidos.

• Proteínas.

• Ácidos nucleicos.

Los organismos vivos se encuentran compuestos por bioelementos, los que a su vez se unen para formar biomoléculas, que pueden ser inorgánicas como el agua y las sales minerales o bien orgánicas como los glúcidos (azúcares), lípidos y proteínas.

1.2.1 Bioelementos.

A continuación se presenta una lista de los elementos químicos que se encuentran en el cuerpo humano, mencionando la importancia de cada uno. Los valores pueden sufrir algunas modificaciones en el caso de otros organismos, como por ejemplo en los vegetales, sin sistema óseo y carentes de sangre, donde el calcio reduce su importancia relativa.

• Oxígeno: 65%. Necesario para la respiración celular; presente en casi todos los compuestos orgánicos; forma parte del agua.

• Carbono: 18%. Constituye el esqueleto de las moléculas orgánicas; puede formar cuatro enlaces con otros tantos átomos.

• Hidrógeno: 10%. Presente en la mayoría de los compuestos orgánicos; forma parte del agua.

• Nitrógeno: 3%. Componente de todas las proteínas y ácidos nucleicos y de algunos lípidos.

• Calcio:

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