La biodiversidad y propuestas para su preservacion:

Mauro Ek Chi 3-D T.V
Curso intensivo biologia

5.6.- Importancia de Cuidado de la Biodiversidad.

México es uno de los países de mayor variedad biológica del mundo muchos
mexicanos desconocemosque nuestro país es privilegiado en cuanto a 
recursos biológicos; particularmente, aquellos que viven en contacto 
diario y de penden directamente de la naturaleza como los campesinos e 
indígenas de nuestro país. Bosques, selvas, arrecifes coralinos, cientos
 y miles de variedades de frijoles, maíces, aguacates, peces y mariscos.

Existe una interdependencia muy estrecha entre todos los seres vivos y 
entre los factores de su hábitat, por lo tanto, una alteración entre 
unos seres vivos modifica también a su hábitat y a otros habitantes de 
ahí. La pérdida de la biodiversidad puede acarrear nuestra desaparición 
como especie.
La pérdida de la biodiversidad equivale a la pérdida de la calidad de 
nuestra vida como especie y, en caso extremo, nuestra propia extinción.

Razones que provocan pérdida de la biodiversidad.-

 Todas las especies se han adaptado a su medio y si este cambiara simplemente perecerían.

El motivo de la desaparición de las especies es la alteración o desaparición de su hábitat.

La mayoría de las veces la alteración del medio la provoca el hombre: La
 tala inmoderada obliga a sus habitantes a emigrar o a morir.

La agricultura no planificada origina la desaparición de las especies 
que habitaban en esos renglones antes de ser desmontadas, al igual que 
la contaminación, la urbanización, la cacería y el tráfico de especies.

La biodiversidad es fundamental para la vida sobre la Tierra, y por ende para la vida humana. No sólo es vital para la estabilidad de los ecosistemas mundiales, es vital para nosotros. Para quienes sólo piensan en sí mismos, y como mucho en el ser humano, y en ningún animal más. Hay que aclarar que la biodiversidad es la responsable de la mayoría de nuestros alimentos, y de la mayoría de las cosas que nos rodean en nuestro hogar y en cualquier ámbito en el que nos movamos.

El problema, como vimos en El Blog Verde, es que la biodiversidad está disminuyendo de una forma dramática por culpa de la acción del hombre. La diversidad de especies está menguando, primariamente, por el uso que está haciendo el hombre del suelo y por el cambio climático.

5.5.- Caracteristicas de los reinos agrupados en el dominio Eucaria.

Los eucariontes se dividen tradicionalmente en cuatro reinos: Protista, Plantae, Animalia y Fungi (aunque Cavalier-Smith²² reemplaza Protista por dos nuevos reinos, Protozoa y Chromista, este último a veces se amplía a Chromalveolata). Esta clasificación es el punto de vista generalmente aceptado en actualidad, aunque ha de tenerse en cuenta que el reino Protista, definido como los eucariontes que no encajan en ninguno de los otros tres grupos, es parafilético. Por esta razón, la diversidad de los protistas coincide con la diversidad fundamental de los eucariontes.

La reciente clasificación de Adl et al (2005)²³ evita la clasificación en reinos, sustituyéndola por una acorde con la filogenia actualmente conocida, en la que por otra parte a los clados o taxones no se les atribuye ya categoría alguna, para evitar los inconvenientes que suponen éstas para su posterior actualización. El primer nivel de esta clasificación²⁴ (equivalente a reinos en clasificaciones anteriores) es aproximadamente como sigue:

• Opisthokonta (incluye animales, hongos y coanozoos)
• Amoebozoa (algunas amebas y hongos mucosos)
• Rhizaria (incluye a foraminíferos, radiolarios y varios ameboflagelados)
• Excavata (diversos flagelados)
• Primoplantae o Archaeplastida (que incluye plantas, algas verdes, algas rojas y glaucofitas)
• Chromista (incluye algas pardas, diatomeas, cocolitóforos, oomicetos, etc)
• Alveolata (ciliados, apicomplejos y dinoflagelados)

Chromista y Alveolata forman parte de un clado denominado Chromalveolata que ancestralmente pudiera ser fotosintético. Varias autoridades reconocen dos clados más grandes: Unikonta, que incluye Opisthokonta y Amoebozoa, y Bikonta, que incluye al resto. Unikonta derivaría de un organismo uniflagelado ancestral mientras que Bikonta lo haría de un biflagelado ancestral. Nótese que una forma ameboide o flagelar no indica la pertenencia a un grupo taxonómico concreto, como se creía en clasificaciones tradicionales, creando grupos artificiales desde el punto de visto evolutivo (ver polifilia).

Algunos grupos pequeños de protistas no han podido ser relacionados con ninguno de estos grupos, en particular Centrohelida.

5.4.- Dominio al que pretenecen los protosoarios, Hongos, plantas y los Animales

protoctista 

Lo más seguro es que no hayas escuchado hablar de ellos, puesto que hasta hace un tiempo se les llamaba "reino protista" pero ahora se le ha denominado de esta forma, puesto que incluyeron a otras especies que antes no se consideraban.
El reino protoctista incluye a los protozoos y las algas (que se consideraban dentro del reino vegetal). Los protozoos son organismos unicelulares eucariotas. Suelen ser "parecidos a" (es decir, parecidos a las células animales, vegetales o fungis).

REINO FUNGI.

A este reino pertenecen los hongos son eucariontes, se localizan en sitios pocos iluminados y húmedos.

Pueden ser unicelulares como las levaduras o pluricelulares como las setas. Los hongos pluricelulares se agrupan en glamentos formando redes a estas se les llaman hifas y al conjunto de hifas se le conoce como micelio.

Los hongos son heterótrofos no producen su alimento, descomponen materia orgánica por medio de enzimas y absorben los nutrientes su reproducción puede ser sexual o asexual, la más común es la esporulación.

Por su forma de vida pueden ser:

Saprofilos

Parásitos

Mutualistas

Parásito: organismo que se alimenta de otro y le hace daño

Mutualista: es un organismo que vive con otro y ambos salen beneficiados

Líquenes: parte alga y parte hongo

Por su estructura de reproducción puede ser ficomicetos y zigomicetos.

REINO PLANTAE.

Esta formado por plantas todas eucariontes y autótrofas son fotosintéticas. Su reproducción es fundamental sexual aunque puede ser asexual.

La reproducción asexual también puede ser vegetativa y puede ser realizada por fragmentos de la planta.

Angiospermas: producen semilla y fruta poseen raíz tallo y hojas, el tallo puede ser herbáceo o leñoso.

La flor es un órgano reproductor distintivo de este grupo. Un órgano que produce células sexuales. La unión de estas células forman las semillas dentro del aparato reproductor femenina el cual se modifica para dar origen al fruto.

REINO ANIMALIA.

Comprende los animales y todos son heterótrofos todos poseen movimiento. La mayoría posee una cavidad interna llamada celoma por eso se le llama celenterados, los que no tienen cavidad se les llama acelomados.

CLASIFICACIÓN ANIMAL.

Fue propuesta por el científico Juan Bautista Monet y Caballero de Lamarck, tomo en cuenta los siguientes criterios de clasificación:

Presencia o ausencia de huesos

Aparato digestivo, respiratorio, circulatorio y sistema nervioso.

Presencia o ausencia de celoma (cavidad interna protegida por tejido epitelial).

Características de los Animales.

1.- Protozoarios.- son animales unicelulares, acuáticos, algunos son parásitos medios de locomoción, según su especie y se clasifican en:

Ciliados.- se desplaza o se mueven con cilios.

Flagelados.- con flagelos

Rizopooss.- se desplazan por medio de falsos pies.

Poríferos

Celenterados

Platelmintos

Invertebrados Nematelmintos

Artrópodos

Moluscos

Equinodermos

Anfibios

Reptiles

Vertebrados Peces

Aves

5.3.- Diferencias entre los organismos de dominio Eubacterias y de dominio Arqueobacterias.

MEMBRANA PLASMÁTICA: Poseen fosfolípidos basados en glicerol. Los lípidos de las 

ARCHAEAS son únicos porque la estereoquímica del glicerol es opuesta a la encontrada en bacterias y eucariontes. Presentan enlaces ÉTER. La mayoría de bacterias y eucariontes tienen membranas compuestas principalmente por GLICEROL que se une a las cadenas laterales mediante enlaces ÉSTER, mientras que en las archaea la unión es por enlaces éter. Estas diferencias pueden ser debidos por una adaptación de las archaea a los ambientes hipertermófilos. Sin embargo, las archaea mesófilas tienen lípidos ligados por éter. Las cadenas laterales de las membranas celulares también tiene una composición distintiva en Archaea, pues son cadenas ISOPRENOIDES (compuestas de 20 o incluso 40 átomos de carbono), mientras que en Bacteria y Eukarya están compuestas por ácidos grasos (de 16 a 18 átomos de carbono).

PARED CELULAR: Las paredes celulares de las archaea no tienen paredes de peptidoglucano como en las bacterias, aunque en un grupo de metanógenos contiene PSEUDOPEPTIDOGLUCANOS (se diferencia en la composición y en los enlaces). Tampoco tienen paredes de celulosa como las plantas ni de quitina como los hongos. Las paredes celulares de otras archaea carecen tanto de peptidoglicano como de seudopeptidoglicano y se componen de POLISACÁRIDOS, 

GLUCOPROTEÍNAS o PROTEÍNAS. El tipo más común de pared es la capa superficial paracristalina (capa S) que está formada por proteína o glucoproteína. Las capas S son comunes en las bacterias, donde constituyen el único componente de la pared celular en algunos organismos (como en Planctomyces) o la capa externa de muchos otros organismos con peptidoglicano. La archaea Thermoplasma carece de pared celular.

ARN: La traducción usa factores de iniciación y de alargamiento del tipo eucarionte y la transcripción implica proteínas de unión TATA y TFIIB como en los eucariontes. Muchos genes ARNr y ARNt de las archaea albergan INTRONES únicos que no se encuentran ni en eucariontes ni en bacterias. Otros elementos característicos de los genomas de las archaea son la organización de genes de función relacionada, tales como las enzimas que catalizan las etapas de la misma ruta metabólica, nuevos operones y grandes diferencias en genes ARNt y sus aminoacil ARNt sintetasas. Las funciones e interacciones de la ARN polimerasa en la transcripción en Archaea está relacionada con la de Eukarya, con un similar ensamblado de proteínas (factores de transcripción genéricos) dirigiendo la unión de la ARN polimerasa a un promotor de gen. Sin embargo, muchos otros factores de transcripción en las archaea son similares a los de bacterias.

5.2.- Principales caracteristicas del dominio eubacteria.

A las eubacterias también se les conoce como “bacterias”, microorganismos procariotas, unicelulares de organización muy sencilla, su tamaño varía entre 1 y 10 micrómetros. (1 micrómetro equivale a 1/1000mm).

Dentro de Eubacteria se presentan varias ramas evolutivas, que incluyen a todos los procariotas causantes de enfermedades (patógenas) y a la mayor parte de las bacterias que se encuentran normalmente en el aire, suelo, aguas, tracto digestivo de animales y hombre. Comprende:

º Las bacterias verdaderas o eubacterias,
º Los micoplasmas
º Las cianobacterias.

Estructura y función de las Eubacterias

º A excepción de los micoplasmas todas poseen pared celular de peptidoglucano.

º Carecen de membrana que rodee el material genético el cual se halla más o menos disperso en el citoplasma.

º Presentan ADN de cadena doble circular cerrado. No poseen histonas en el ADN.

º Su citoplasma no posee estructuras membranosas.

º Presentan mesosomas.

º Los ribosomas son de menor tamaño:

º No poseen citoesqueleto.

º No poseen organelos como mitocondrias, cloroplastos, retículo endoplasmático, Aparato de Golgi, lisosomas.

º Poseen un solo cromosoma.

º Su reproducción es asexual por gemación, conjugación o bipartición, no presentan mitosis ni meiosis.

º La movilidad no es universal, pero muchas bacterias se mueven en medios acuáticos debido a unas estructuras llamadas flagelos, que nada tienen que ver con los flagelos eucarióticos.

5.1.- Maneras en que se clasifican los seres vivos.

REINO MONERA.

Comprende las bacterias y cianobacterias, pueden ser autótrofos y heterótrofos pueden ser fotosintéticas o quimiosintéticas pueden ser saprofitas o parásitos. Saprofitos son aquellos organismos que descomponen materia orgánica. Parásito organismo que vive a expensas de otro causándole un daño.

Clasificación de bacterias:

típicas

Eubacterias

Cianobacterias

Arqueobacterias

Por su forma:

Bacilos forma de bastón

Cocos redondos

Espiroquetas espiral

REINO PROTISTA.

Son organismos eucariontes unicelulares y pluricelulares.

Incluye algas protozoarios y mohos mucilaginosos. Existen autótrofos y heterótrofos.

Las algas son unicelulares y pluricelulares:

Diatomea à amarilla

Pigmento Cloroficeas à verde

Feoficias à café

Rodoficeas à rojo

Sexual

Reproducción

Asexual

Protozoarios: pueden ser unicelulares o pluricelulares, autótrofos o heterótrofos su reproducción también puede ser sexual o asexual y por sus estructuras de locomoción (ciliados, flagelados, rizópodos o sacordinos y esporozoarios ).

Mohos Mugilacinosos: pueden ser macroscópicos y en caso de serlo se pueden encontrar en hojas y en las primeras etapas de su vida tienen características de los protozoarios y el resto de su vida son semejantes a hongos, se desplazan por medio de seudopodos y se alimentan de bacterias, su reproducción puede ser sexual o asexual.

REINO FUNGI.

A este reino pertenecen los hongos son eucariontes, se localizan en sitios pocos iluminados y húmedos.

Pueden ser unicelulares como las levaduras o pluricelulares como las setas. Los hongos pluricelulares se agrupan en glamentos formando redes a estas se les llaman hifas y al conjunto de hifas se le conoce como micelio.

Los hongos son heterótrofos no producen su alimento, descomponen materia orgánica por medio de enzimas y absorben los nutrientes su reproducción puede ser sexual o asexual, la más común es la esporulación.

Por su forma de vida pueden ser:

Saprofilos

Parásitos

Mutualistas

Parásito: organismo que se alimenta de otro y le hace daño

Mutualista: es un organismo que vive con otro y ambos salen beneficiados

Líquenes: parte alga y parte hongo

Por su estructura de reproducción puede ser ficomicetos y zigomicetos.

REINO PLANTAE.

Esta formado por plantas todas eucariontes y autótrofas son fotosintéticas. Su reproducción es fundamental sexual aunque puede ser asexual.

La reproducción asexual también puede ser vegetativa y puede ser realizada por fragmentos de la planta.

Angiospermas: producen semilla y fruta poseen raíz tallo y hojas, el tallo puede ser herbáceo o leñoso.

La flor es un órgano reproductor distintivo de este grupo. Un órgano que produce células sexuales. La unión de estas células forman las semillas dentro del aparato reproductor femenina el cual se modifica para dar origen al fruto.

REINO ANIMALIA.

Comprende los animales y todos son heterótrofos todos poseen movimiento. La mayoría posee una cavidad interna llamada celoma por eso se le llama celenterados, los que no tienen cavidad se les llama acelomados.

CLASIFICACIÓN ANIMAL.

Fue propuesta por el científico Juan Bautista Monet y Caballero de Lamarck, tomo en cuenta los siguientes criterios de clasificación:

Presencia o ausencia de huesos

Aparato digestivo, respiratorio, circulatorio y sistema nervioso.

Presencia o ausencia de celoma (cavidad interna protegida por tejido epitelial).

Características de los Animales.

1.- Protozoarios.- son animales unicelulares, acuáticos, algunos son parásitos medios de locomoción, según su especie y se clasifican en:

Ciliados.- se desplaza o se mueven con cilios.

Flagelados.- con flagelos

Rizopooss.- se desplazan por medio de falsos pies.

Poríferos

Celenterados

Platelmintos

Invertebrados Nematelmintos

Artrópodos

Moluscos

Equinodermos

Anfibios

Reptiles

Vertebrados Peces

Aves

Mamíferos

Invertebrados

Son animales que carecen de huesos se clasifican en:

Poríferos.- Animales acuáticos, su cuerpo es cubierto por poros, viven adheridos en el fondo del mar. Ejemplo: esponjas.

Celenterados.- Animales acuáticos en aguas dulces y marinas, viven en colonias, a cada individuo se le llama zooide. Presentan células urticantes. Ejemplos: corales, medusas, aguas malas.

Platelmintos.- Son gusanos planos, libres o parásitos, hermafroditas, se reproducen por medio de huevecillos y algunas parásitan al hombre.

Ejemplo: duela del carnero.

Nematelmintos.- Son gusanos redondos y lisos, unisexuales, su aparato digestivo es completo y abierto, todos son parásitos. Ejemplo: lombriz intestinal, filaria, triquina.

Anélidos.- Son gusanos redondos y segmentados, a cada segmento se le llama metalero, pueden ser acuáticos o terrosos, construyen galerías son hermafroditas con fecundación cruzada. Y se reproducen por medio de huevo. Ejemplo: lombriz, sanguijuela.

Artrópodos.

Son animales que ya presentan su cuerpo dividido en cabeza, tórax, abdomen y patas articuladas. Su clasifican en cuatro grupos que son:

Insectos.- Animales que presentan 3 pares de patas, 2 antena, 2 o 4 alas y sufren metamorfosis. Ejemplo: mosca, mariposa.

Arácnidos.- presentan dos pedí-palpos que son estructuras para capturar a sus presas, tienen 4 pares de patas, su cabeza esta unida al tórax y viven en las regiones áridas. Ejemplo: araña, escorpión.

Crustáceos.- Su cuerpo esta cubierto por una cabeza, tienen 4 pares de patas y 2 pares de antenas, se reproducen por medio de huevos. Ejemplo: camarón, cangrejo.

Miriápodos.- Son animales de cuerpo aplanado y divididos en segmentos, presentan un par de patas en cada segmento. Ejemplo: ciempiés, tijerillas.

Moluscos.- Animales acuáticos o terrestre, su cuerpo es blando, algunos tienen conema y algunos otros poseen tentáculos. Se reproducen por medio de huevo. Ejemplo: pulpo, caracol, ostión.

Equinodermos.- Son acuáticos y marinos, su cuerpo presenta cinco ejes, viven en el fondo del mar y pueden adherirse a las rocas.

Ejemplo: estrella de mar, erizó.

Vertebrados.

Son animales pluricelulares que ya poseen columna vertebral, se clasifican en:

Anfibios.- Viven en 2 medios, tienen 4 extremidades que terminan en 4 o 5 dedos cada unas, su piel esta cubierta por viscosidad, son unisexuales, ovíparos y sufren metamorfosis. Ejemplo: rana, sapo, salamandra.

Reptiles.- Su cuerpo cubierto de escamas o caparazón, sus patas son muy cortas o carecen de ellas, por esta razón se arrastran, su respiración es pulmonar, son ovíparos, algunos son venenosos o inyectan ponzoña al hombre. Ejemplo: víbora, camaleón.

Peces.- Son acuáticos, su cuerpo cubierto por escamas, sus extremidades se llaman aletas, su respiración es bronquial, acrecen de párpados, presentan vejiga natatoria que permite su estabilidad. Ejemplo: atún, caballitos de mar, huachinango.

Aves.- Su cuerpo cubierto de plumas, sus maxilares se llaman pico, sus huesos de las alas son huecos, sus patas están adaptadas al caminar, nadar, a la carrera. Su respiración es pulmonar y todos son ovíparos. Ejemplo: Aguila, tucán.

Mamíferos.- cuerpo cubierto de pelo, presentan glándulas mamarias que en los hombres producen leche para alimentar a sus crías, es vivíparo, su respiración es pulmonar, sus extremidades: uña, pezuña, garra; su alimentación es variada, pueden ser acuáticos y terrestres y son los seres mas evolucionados. Ejemplo: murciélago, jaguar, ballena, hombre.

Los mamíferos en 13 ordenes que son:

Monotremas Ornitorrinco

Marsupiales Canguro

Insectívoros Topo

Quirópteros Murciélago

Primates Mono Hombre

Endentados Oso Hormiguero

Roedores Castor

Cetáceos Ballena

Carnívoro Lobo

Proboscidios Elefante

Sirenios Manatí

Perisodocilos Caballo

Antidáctilos Camello

El metabolismo de los seres vivos.

4.3.-Formas de nutricion de los seres vivos.

La nutrición es principalmente el aprovechamiento de los nutrientes. Encargada del estudio y mantenimiento del equilibrio homeostático del organismo a nivel molecular y macro sistémico, garantizando que todos los eventos fisiológicos se efectúen de manera correcta, logrando una salud adecuada y previniendo enfermedades. Los procesos macrosistémicos están relacionados a la absorción, digestión, metabolismo y eliminación. Los procesos moleculares o microsistémicos están relacionados al equilibrio de elementos como enzimas, vitaminas, minerales, aminoácidos, glucosa, transportadores químicos, mediadores bioquímicos, hormonas etc.

Tipos de nutrición en los seres vivos.

• Nutrición autótrofa (la que llevan a cabo los organismos que producen su propio alimento). Los seres autótrofos son organismos capaces de sintetizar sustancias esenciales para su metabolismo a partir de sustancias inorgánicas. El término autótrofo procede del griego y significa "que se alimenta por sí mismo".

Los organismos autótrofos producen su masa celular y materia orgánica, a partir del dióxido de carbono, que es inorgánico, como única fuente de carbono, usando la luz o sustancias químicas como fuente de energía. Las plantas y otros organismos que usan la fotosíntesis son fotolitoautótrofos; las bacterias que utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos como el anhídrido sulfuroso o compuestos ferrosos como producción de energía se llaman quimiolitotróficos. Los seres heterótrofos como los animales, los hongos, y la mayoría de bacterias y protozoos, dependen de los autótrofos ya que aprovechan su energía y la de la materia que contienen para fabricar moléculas orgánicas complejas. Los heterótrofos obtienen la energía rompiendo las moléculas de los seres autótrofos que han comido. Incluso los animales carnívoros dependen de los seres autótrofos porque la energía y su composición orgánica obtenida de sus presas procede en última instancia de los seres autótrofos que comieron sus presas.

• Nutrición heterótrofa (la que llevan a cabo aquellos organismos que necesitan de otros para vivir). Los organismos heterótrofos (del griego "hetero", otro, desigual, diferente y "trofo", que se alimenta), en contraste con los autótrofos, son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o heterótrofos a su vez. Entre los organismos heterótrofos se encuentra multitud de bacterias y los animales.

Según el origen de la energía que utilizan los organismos hetrótrofos, pueden dividirse en:

Fotoorganotrofos: estos organismos fijan la energía de la luz. Constituyen un grupo muy reducido de organismos que comprenden la bacteria purpúrea y familia de seudomonadales. Sólo realizan la síntesis de energía en presencia de luz y en medios carentes de oxígeno.

Quimiorganotrofos: utilizan la energía química extraída directamente de la materia orgánica. A este grupo pertenecen todos los integrantes del reino animal, todos del reino de los hongos, gran parte de los moneras y de las arqueobacterias

Los heterótrofos pueden ser de dos tipos fundamentalmente: Consumidores, o bien saprótrofos y descomponedores.

Los autótrofos y los heterótrofos se necesitan mutuamente para poder existir.

 

4.2.-Funcion de la enzimas en los procesos biologicos..

Las enzimas¹ son moléculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones bioquímicas, siempre que sean termodinámicamente posibles: Una enzima hace que una reacción química que es energéticamente posible (ver Energía libre de Gibbs), pero que transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima.^{2 3} En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas.

Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su velocidad crece sólo con algunas reacciones, el conjunto (set) de enzimas sintetizadas en una célula determina el tipo de metabolismo que tendrá cada célula. A su vez, esta síntesis depende de la regulación de la expresión génica.

Funcion Bilogica.

Las enzimas presentan una amplia variedad de funciones en los organismos vivos. Son indispensables en la transducción de señales y en procesos de regulación, normalmente por medio de quinasas y fosfatasas.⁶⁹ También son capaces de producir movimiento, como es el caso de la miosina al hidrolizar ATP para generar la contracción muscular o el movimiento de vesículas por medio del citoesqueleto.⁷⁰ Otro tipo de ATPasas en la membrana celular son las bombas de iones implicadas en procesos de transporte activo. Además, las enzimas también están implicadas en funciones mucho más exóticas, como la producción de luz por la luciferasa en las luciérnagas.⁷¹ Los virus también pueden contener enzimas implicadas en la infección celular, como es el caso de la integrasa del virus HIV y de la transcriptasa inversa, o en la liberación viral, como la neuraminidasa del virus de la gripe.

Una importante función de las enzimas es la que presentan en el sistema digestivo de los animales. Enzimas tales como las amilasas y las proteasas son capaces de degradar moléculas grandes (almidón o proteínas, respectivamente) en otras más pequeñas, de forma que puedan ser absorbidas en el intestino. Las moléculas de almidón, por ejemplo, que son demasiado grandes para ser absorbidas, son degradadas por diversas enzimas a moléculas más pequeñas como la maltosa, y finalmente a glucosa, la cual sí puede ser absorbida a través de las células del intestino. Diferentes enzimas digestivas son capaces de degradar diferentes tipos de alimentos. Los rumiantes que tienen una dieta herbívora, poseen en sus intestinos una serie de microorganismos que producen otra enzima, la celulasa, capaz de degradar la celulosa presente en la pared celular de las plantas.⁷²

Varias enzimas pueden actuar conjuntamente en un orden específico, creando así una ruta metabólica. En una ruta metabólica, una enzima toma como sustrato el producto de otra enzima. Tras la reacción catalítica, el producto se transfiere a la siguiente enzima y así sucesivamente. En ocasiones, existe más de una enzima capaz de catalizar la misma reacción en paralelo, lo que permite establecer una regulación más sofisticada: por ejemplo, en el caso en que una enzima presenta una actividad constitutiva pero con una baja constante de actividad y una segunda enzima cuya actividad es inducible, pero presenta una mayor constante de actividad.

Las enzimas determinan los pasos que siguen estas rutas metabólicas. Sin las enzimas, el metabolismo no se produciría a través de los mismos pasos, ni sería lo suficientemente rápido para atender las necesidades de la célula. De hecho, una ruta metabólica como la glucolisis no podría existir sin enzimas. La glucosa, por ejemplo, puede reaccionar directamente con el ATP de forma que quede fosforilada en uno o más carbonos. En ausencia de enzimas, esta reacción se produciría tan lentamente que sería insignificante. Sin embargo, si se añade la enzima hexoquinasa que fosforila el carbono 6 de la glucosa y se mide la concentración de la mezcla en un breve espacio de tiempo se podrá encontrar únicamente glucosa-6-fosfato a niveles significativos. Por tanto, las redes de rutas metabólicas dentro de la célula dependen del conjunto de enzimas funcionales que presenten.

4.1.-Estructura y funcion del ATP en los seres vivos.

Adenosín trifosfato

Trifosfato de adenosina (ATP).

El trifosfato de adenosina o adenosín trifosfato (ATP, del inglés Adenosine TriPhosphate) es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa, la ribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados tres grupos fosfato.

Se produce durante la fotorrespiración y la respiración celular, y es consumido por muchas enzimas en la catálisis de numerosos procesos químicos. Su fórmula es C10H16N5O13P3.

Los organismos pluricelulares del Reino Animal se alimentan principalmente de metabolitos complejos (proteínas, lípidos, glúcidos) que se degradan a lo largo del tracto intestinal, de modo que a las células llegan metabolitos menos complejos que los ingeridos, por ejemplo vía la oxidación a través de reacciones químicas degradativas (catabolismo). Los metabolitos simples y la energía obtenida en este proceso (retenida en su mayoría en el ATP) conforman los elementos precursores para la síntesis de los componentes celulares. A todo el conjunto de reacciones de síntesis se llama anabolismo.

Coenzimas

Artículo principal: Coenzima

Estructura de una coenzima, el coenzima A transportando un grupo acetilo (a la izquierda de la figura, unido al S).

El metabolismo conlleva un gran número de reacciones químicas, pero la gran mayoría presenta alguno de los mecanismos de catálisis básicos de reacción de transferencia en grupo.²⁴ Esta química común permite a las células utilizar una pequeña colección de intermediarios metabólicos para trasladar grupos químicos funcionales entre diferentes reacciones.²³ Estos intermediarios de transferencia de grupos son denominados coenzimas. Cada clase de reacción de grupo es llevada a cabo por una coenzima en particular, que es el sustrato para un grupo de enzimas que lo producen, y un grupo de enzimas que lo consumen. Estas coenzimas son, por ende, continuamente creadas, consumidas y luego recicladas.²⁵

La coenzima más importante es el adenosín trifosfato (ATP). Este nucleótido es usado para transferir energía química entre distintas reacciones químicas. Sólo hay una pequeña parte de ATP en las células, pero como es continuamente regenerado, el cuerpo humano puede llegar a utilizar su propio peso en ATP por día.²⁵ El ATP actúa como una conexión entre el catabolismo y el anabolismo, con reacciones catabólicas que generan ATP y reacciones anabólicas que lo consumen. También es útil para transportar grupos fosfato en reacciones de fosforilación.

Una vitamina es un compuesto orgánico necesitado en pequeñas cantidades que no puede ser sintetizado en las células. En la nutrición humana, la mayoría de las vitaminas trabajan como coenzimas modificadas; por ejemplo, todas las vitaminas hidrosolubles son fosforiladas o acopladas a nucleótidos cuando son utilizadas por las células.

La celula como unidad de la vida:

3.6.- Funcion de las diferentes estructuras celulares.

ESTRUCTURA Y FUNCION CELULAR:

1          INTRODUCCION:

La microscopía electrónica es una herramienta muy importante en el estudio de la estructura celular. Su principal ventaja reside en que proporciona imágenes de diferentes estructuras celulares, en diferentes condiciones. Para determinar la función de las estructuras celulares es necesario introducir otras técnicas. Los investigadores deben purificar distintas estructuras celulares de manera que se puedan emplear métodos físicos y químicos para determinar lo que cada una realiza. En la actualidad los biólogos celulares emplean técnicas experimentales distintas a comprender la función de las estructuras celulares. (1)

 

1                                                                              ORGANIZACIÓN Y PROCESOS:

1            LA CELULA:

La palabra célula proviene del latín cellula = pequeña estancia, unidad constitutiva del protoplasma o materia viva; puede constituir por sí sola un individuo o participar junto con otros elementos semejantes, en la formación de organismos más complejos. La teoría celular sostenía que la célula era un elemento estructural constante en todos los seres vivos, desde los protozoos, constituidos por una célula única, hasta los metazoos y matafitos , animales y vegetales pluricelulares. Sin embargo ciertas observaciones han disminuido el valor de esta generalización; se ha visto, por ejemplo, que no sólo no pueden considerarse todos los protozoos como verdaderamente unicelulares, sino que existen organismos vivos carentes de cualquier estructura celular, como los virus filtrables. También las bacterias, aunque muestren algunas notas estructurales cromáticas, no presentan un verdadero y propio núcleo.

La célula típica, libre, suele presentar forma esférica, y esféricas son también las células que flotan en los fluidos. Algunas especies celulares tienen, por el contrario, una forma propia, como los glóbulos rojos ovalados de algunos anfíbios y mamíferos, y los glóbulos rojos bicóncavos del hombre.

La forma celular puede variar por la acción recíproca de elementos, formando colonias o tejidos, y depender también de la diferenciación y de la función de las mismas células

En cuanto a sus dimensiones, casi todas las células son microscópicas: los diámetros máximos varían desde algunas micras hasta algunos centímetros. Existen no obstante ejemplos de células visibles a simple vista: como el huevo de las aves, cuyo volumen está determinado por la enorme acumulación de materiales de reserva. Las dimensiones de las células no varían con las del organismo del que forman parte; por ejemplo, el volumen de las células de la mucosa intestinal del ratón no difiere mucho del de las células análogas del elefante. Constituyen una excepción a esta regla los elementos llamados perennes, como las células nerviosas y musculares. 

 

1.                       ESTRUCTURA CELULAR GENERAL:

Antiguamente los biólogos pensaban que las células estaban formadas por una gelatina uniforme que llamaban protoplasma. Con la microscopía electrónica y otras herramientas modernas de investigación, se ha extendido la percepción del mundo con respecto a las células. En la actualidad sabemos que la célula tiene un alto nivel de organización y que es sorprendentemente compleja: tienen su propio centro de control, su sistema de transporte interno, fuentes de energía, fábricas para procesar la materia que requiere, plantas de empaquetamiento, e incluso un sistema de autodestrucción. En nuestros días el término protoplasma si acaso se utiliza es en un sentido muy general. La porción de protoplasma que se encuentra fuera del núcleo se llama citoplasma, y el material interno del núcleo se llama nucleoplasma. Los organelos se encuentran suspendidos en el componente líquido del citoplasma y del nucleoplasma. Cada uno de los organelos delimitados por sus membranas forma uno o más compartimentos independientes dentro del citoplasma. 

 

Estructura de las células eucariotas y sus funciones: 

 

Cuadro 2.2.2-1. Estructura de la célula eucariota y sus funciones

 

Estructura	Descripción	Función
Núcleo celular
Núcleo	Gran estructura rodeada por una doble membrana; contiene nucleolo y cromosomas.	Control de la célula
Nucleolo	Cuerpo granular dentro del núcleo; consta de ARN y proteínas.	Lugar de síntesis ribosómica; ensamble de subunidades ribosómicas.
Cromosomas	Compuestos de un complejo de ADN y proteínas, llamado cromatina; se observa en forma de estructuras en cilindro durante la división celular.	Contiene genes (unidades de información hereditaria que gobiernan la estructura y actividad celular).
Sistema de membranas de la célula.
Membrana celular (membrana plasmática)	Membrana limitante de la célula viva	Contiene al citoplasma; regula el paso de materiales hacia dentro y fuera de la célula; ayuda a mantener la forma celular; comunica a la célula con otras.
Retículo endoplasmático (ER)	Red de membranas internas que se extienden a través del citoplasma.	Sitio de síntesis de lípidos y de proteínas de membrana; origen de vesículas intracelulares de transporte, que acarrean proteínas en proceso de secreción.
Liso	Carece de ribosomas en su superficie externa.	Biosíntesis de lípidos; Destoxicación de medicamentos.
Rugoso	Los ribosomas tapizan su superficie externa.	Fabricación de muchas proteínas destinadas a secreción o incorporación en membranas.
Ribosomas	Gránulos compuestos de ARN y proteínas; algunos unidos al ER, otros libres en el citoplasma.	Síntesis de polipéptidos.
Aparato de Golgi	Compuesto de saculaciones membranosas planas.	Modifica, empaca (para secreción) y distribuye proteínas a vacuolas y a otros organelos.
Lisosomas	Sacos membranosos (en animales).	Contienen enzimas que degradan material ingerido, las secreciones y desperdicios celulares.
Vacuolas	Sacos membranosos (sobre todo en plantas, hongos y algas )	Transporta y almacena material ingerido, desperdicios y agua.
Microcuerpos (ej. peroximas)	Sacos membranosos que contienen una gran diversidad de enzimas.	Sitio de muchas reacciones metabólicas del organismo.
Organismos transductores de energía
Mitocondrias	Sacos que constan de dos membranas; la mambrana interna está plegada en crestas.	Lugar de la mayor parte de las reacciones de la respiración celular; transformación en ATP, de la energía proveniente de la glucosa o lípidos.
Plástidos	Sistema de tres membranas: los cloroplastos contienen clorofila en las membranas tilacoideas internas.	La clorofila captura energía luminosa; se producen ATP y otros compuestos energéticos, que después se utilizan en la conversión de CO2 en glucosa.
Citoesqueleto
Microtúbulos	Tubos huecos formados por subunidades de tubulina.	Proporcionan soporte estructural; intervienen en el movimiento y división celulares; forman parte de los cilios, flagelos y centriolos.
Microfilamentos	Estructuras sólidas, cilíndricas formadas por actina.	Proporcionan soporte estructural; participan en el movimiento de las células y organelos, así como en la división celular.
Centriolos	Par de cilindros huecos cerca del centro de la célula; cada centriolo consta de 9 grupos de 3 microtúbulos.	Durante la división celular en animales se forma un uso mitótico entre ambos centriolos; en animales puede iniciar y organizar la formación de microtúbulos; no existen en las plantas superiores.
Cilios	Proyecciones más o menos cortas que se extienden de la superficie celular; cubiertos por la membrana plasmática; compuestos de 2 microtúbulos centrales y 9 pares periféricos	Locomoción de algunos organismos unicelulares; desplazamiento de materiales en la superficie celular de algunos tejidos.
Flagelos	Proyecciones largas formadas por 2 microtúbulos centrales y 9 periféricos; se extienden desde la superficie celular; recubiertos por mambrana plasmática.	Locomoción de las células espermáticas y de algunos organismos unicelulares.

3.5.- Estrucura de la celula eucariota.

Membrana celular: separa los contenidos de la célula del medio externo. Se trata de una película delgada, compuesta por una bicapa (dos capas) lipídica continua con proteínas intercaladas o adheridas a su superficie. Una de las funciones de la membrana plasmática es la de controlar de manera selectiva el pasaje de solutos.  Ello incluye el ingreso de agua y moléculas de gran tamaño por el proceso de endocitosis y la salida de productos celulares por exocitocis.
En las células vegetales la membrana plasmática esta cubierta y reforzada por la pared celular y en las células animales suele estarlo por la llamada “cubierta celular”.
La pared celular es la estructura a que debe su rigidez la mayoría de los tejidos vegetales. Esta formada principalmente por fibras celulositas en las que pueden hallarse otras sustancias como la “lignina” (principal componente de la madera).
En la mayor parte de la célula animal, la membrana celular esta formada por polisacáridos, glicoproteínas y glicolípidos. Esta cubierta además de proteger a la célula es fundamental para la asociación de las células de los tejidos.

Núcleo: a veces la forma del núcleo se relaciona con la de la célula., aunque puede ser por completo irregular. El tamaño del núcleo es proporcional a los cromosomas. Casi todas las células son mononucleadas (un solo núcleo), pero existen algunas binucleadas (dos núcleos, como por ejemplo: células hepáticas y cartilaginosas) y otras polinucleadas (varios núcleos).
Los papeles esenciales del núcleo son:

1. El almacenamiento de la información genética
2. La duplicación del ADN
3. La trascripción del ADN

El crecimiento y desarrollo de los organismos vivos dependen del crecimiento y la multiplicación de sus células. En los organismos unicelulares, la división celular implica una verdadera reproducción; por este proceso, a partir de una célula se originan dos células hijas. Por el contrario, los organismos multicelulares derivan de una sola célula: el cigoto, y la repetida multiplicación de esta y de sus descendientes determina el desarrollo y el crecimiento del individuo.
La célula crece hasta cierto límite antes que se produzca su división. Este proceso se repite nuevamente en las dos células hijas, de modo que el volumen total será en definitiva de cuatro veces el de la célula original.
En general todas las células pasan por dos periodos en el curso de su vida: uno llamado “interfase” (no hay división) y otro de “división” (en el cual se producen dos células hijas). Este ciclo se repite en cada generación celular, pero el tiempo varia considerablemente de un tipo celular a otro. La función esencial del núcleo es almacenar y proporcionar a la célula información que se encuentra en la molécula de ADN.
El núcleo interfásico (en interfase) esta conformado por las siguientes estructuras:

1. Una envoltura nuclear: compuesta por dos membranas y perforada por los llamados “poros nucleares”.
2. La matriz nuclear (o nucleoplasma): ocupa gran parte del espacio nuclear.
3. Las fibras de cromatina (o cromosomas): compuestas por ADN y proteínas. Estas fibras exhiben regiones llamadas “eucromatina” (“eu” = verdadero), donde se encuentran mas desenrolladas, y regiones llamadas “heterocromatina”, que representan las partes de los cromosomas que permanecen condensadas durante la interfase. Las regiones heterocromáticas se hallan frecuentemente cerca de la envoltura nuclear y asociadas al nucleolo.
4. El nucleolo: por lo general es esférico; es más grande en células con una síntesis proteica muy activa. El nucleolo puede ser único o múltiple, y su papel es el de sintetizar las moléculas de ARN ribosómico, asociándolas luego a numerosas proteínas para formar los ribosomas antes de que estos pasen al citoplasma.