Biología
Tutoría 1 : Unidad 1 , Capítulos 1 y 2
Una de las alternativas que, desde UBA XXI, te ofrecemos para acompañarte en el
estudio de esta materia, son las tutorías presenciales. En el campus encontrarás el
Cronogram a de tutorías que te da información sobre los horarios y las sedes donde
se dictan, y también los temas del programa que se van a tratar semana a semana.
Para que puedas aprovecharlas es muy importante que concurras con los text os
leídos. Aquí presentamos algunos de los temas que trabajaremos en ese momento.
VISIÓN GENERAL DE LOS FENÓMENOS BIOLÓGICOS (CAP.1)
CARACTERÍ STI CAS DE LOS SERES VI VOS
9 Formados por células (una o muchas).
9 Complejidad estructural: con cierta proporción de átomos más abundantes en su composición y
organizados de un modo característico.
9 Son sistemas abiertos: intercambian materia y energía con el entorno.
9 Metabolismo: conjunto de reacciones químicas propias de los seres vivos y que tienen como
objetivo principal el aprovechamiento de la materia y la energía.
9 Homeostasis: capacidad de mantener su medio interno relativamente constante a pesar de los
cambios externos.
9 Irritabilidad: capacidad de responder o reaccionar ante estímulos ya sean internos o externos.
9 Evolución y adaptación: los seres vivos son el producto de muchos cambios acumulados durante
grandes períodos de tiempo. Como producto de estos cambios se observan adaptaciones o
características que resultan adecuadas para el ambiente en el que vive el organismo.
9 Reproducción: capacidad de generar descendientes con similares características morfológicas y
fisiológicas.
9 Crecimiento y desarrollo: el crecimiento se relaciona con el aumento de tamaño de un individuo
(por un aumento en su número de células) y el desarrollo se relaciona con los cambios
fisiológicos y morfológicos ocurridos durante la vida de organismos, debido a la diferenciación
celular y especialización de tejidos y órganos.
9 Autopoyesis: capacidad de los sistemas de producirse a sí mismos, o sea, de generar los propios
componentes que a su vez vuelven a producir los componentes que los produjeron. Entonces, un
sistema autopoyético es un sistema que en vez de ser programado desde fuera, se hace a sí
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mismo. Por ejemplo: el ADN tiene información para la síntesis de proteínas pero, a su vez, hay
proteínas que intervienen en la síntesis de ADN.
NI VELES DE ORGAN I ZACI ÓN DE LA MATERI A
La diferencia fundamental entre lo vivo y lo inerte radica en la forma en que los diversos componentes
están organizados. Por eso, es importante hablar de los niveles de organización teniendo en cuenta que
en un sistema cada uno de sus componentes tiene características que le son propias pero, además, el
sistema tiene propiedades que no se encuentran en cada una de las partes por separado, llamadas
propiedades em ergentes. De este modo, podemos decir que la vida no es una propiedad que se
encuentra en alguna de las partes de un ser vivo, sino que es una propiedad emergente producto de las
relaciones entre sus componentes. A continuación, ordenaremos los distintos niveles de organización de
la materia en forma creciente:
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Nivel subatómico
(electrones, neutrones, protones)
Nivel atómico
(Fe, Na, K, Ca, etc.)
Nivel molecular
(agua, dióxido de carbono, glucosa, aminoácido, etc.)
Nivel macromolecular
(lípidos, hidratos de carbono, proteínas, ácidos nucleicos)
Nivel macromolecular complejo o subcelular
(organelas, membrana, ribosoma, virus)
Nivel celular
(bacterias, paramecios, amebas)
Nivel tisular
(esponjas)
Nivel orgánico
(tenias, planarias)
Nivel sistema de órganos
(plantas vasculares, hombre, etc.)
Nivel población
(población de ballenas en península Valdés)
Nivel comunidad
(comunidad de la laguna de Chascomús)
Nivel ecosistema
(selva, sabana)
Nivel biósfera
Materia viva
Materia
inerte
D
U
O
I
V
I
D
N
I
Agrupamientos
de individuos
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ALGUNAS CLASI FI CACI ONES DE LA BI ODI VERSI DAD…
x Clasificación taxonóm ica en 5 reinos de Robert H. W hittaker ( ecólogo y bot ánico
estadounidense, 1 9 2 0 -1 9 8 0 )
Esta clasificación tiene en cuenta tres características fundamentales de un individuo:
9 Número de células (unicelular o pluricelular).
9 Tipo de células (eucarionte o procarionte).
9 Tipo de nutrición (autótrofa o heterótrofa).
A continuación, caracterizaremos a cada uno de los reinos según estos tres criterios mencionados:
Reino N° de células Tipo celular Tipo de
nutrición
Algunos ejem plos
Monera unicelulares procarionte autótrofa,
heterótrofa
bacterias, cianobacterias
Protista unicelulares,
pluricelulares
eucarionte autótrofa,
heterótrofa
paramecios, amebas,
algas rojas y pardas
Fungi unicelulares,
pluricelulares
eucarionte heterótrofa hongos de sombrero,
levaduras
Metazoa o
Animal
pluricelulares eucarionte heterótrofa humanos, yaguareté,
tapir, flamenco
Metafita o
Vegetal
pluricelulares eucarionte autótrofa pino, helecho, sauce
x Clasificación ecológica
Esta clasificación tiene en cuenta los roles que desempeñan los distintos seres vivos en una cadena
trófica.
Encontramos:
9 Productores: son los autótrofos y los que dan comienzo a toda cadena trófica por ser los
responsables de captar la energía lumínica y materia inorgánica (agua, dióxido de carbono, etc.)
y transformarlos en materia orgánica con energía química.
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9 Consumidores: son heterótrofos. Los de primer orden son los que se alimentan de los
productores; los de segundo orden son los que se alimentan de los consumidores de primer
orden; los de tercer orden son los que se alimentan de los de segundo orden; etc.
9 Descomponedores: son hongos y bacterias responsables de degradar los restos orgánicos de los
otros seres vivos y transformarlos en moléculas inorgánicas que serán reutilizadas por los
productores. Su rol tiene que ver con el reciclado de la materia.
ORGANIZACIÓN GENERAL DE LAS CÉLULAS (CAP.2)
FORMAS DE ESTUDI AR LAS CÉLULAS
x Microscopía
El uso de microscopios es una de las técnicas más difundidas para el estudio de las células. Son, en líneas
generales, instrumentos que permiten amplificar la imagen de un objeto muy pequeño para ser
observado a simple vista. Los objetos de escala microscópica son medidos con unidades de longitud que
no son las habituales. Dichas unidades son:
mm (1 mm equivale a 10
-3
metros)
ųm ó micrones (1 m equivale a 10
-6
metros)
nm ó nanometros (1 nm equivale a 10
-9
metros)
Å o Ångström (1 A equivale a 10
-10
metros)
Hay dos tipos básicos de microscopios: microscopios ópticos y microscopios electrónicos. Dentro de estos
últimos encontramos los microscopios electrónicos de transmisión o MET y microscopios de barrido o
MEB.
A continuación, presentamos una idea estimada de los tamaños relativos de las células y sus
componentes y con qué instrumentos ópticos podríamos observarlos:
Los distintos instrumentos
ópticos se diferencian entre sí por la
capacidad que tienen de
amplificar la imagen o el
nivel de detalle con el que va a ser
observado un objeto. Dicho de otro modo, se distinguen por su lím ite de resolución.
Lím ite de resolución: mínima distancia entre dos puntos que puede distinguir o resolver un sistema
óptico. Por ejemplo, el ojo humano no consigue distinguir dos líneas que estén separadas por una
distancia menor a 100 micrones (es decir, las ve como una sola línea).
Un microscopio con un gran límite de resolución permitirá observar detalles que otro de menor límite no
llega a resolver.
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I nstrum ento óptico Lim ite de resolución
Ojo humano 0.2 mm
Microscopio óptico 0.2 ųm
Microscopio electronico 200 nm – 0.4 nm ( hasta 1
Å MET y 10 nm MEB)
Comparemos las principales características de los microscopios ópticos y de los electrónicos:
Características Microscopios ópticos Microscopios electrónicos
Fuente de energía Luz visible Haces de electrones
Sistema de lentes Cristal de vidrio o cuarzo Bobinas electromagnéticas
Medio Aire Vacío
Formación de la imagen Observación directa Pantalla
Amplificación 500 veces más 500000 veces más
Si comparamos MET y MEB, en el MET los electrones son dispersados cuando pasan a través de una fina
sección de la muestra a observar, y luego detectados y proyectados hacia una imagen sobre una
pantalla fluorescente. En el caso del MEB, los electrones son reflejados sobre la superficie de la muestra.
De este modo se registran las superficies de los objetos observados, lo que genera imágenes
tridimensionales.
¿Qué podemos observar con cada uno de estos microscopios?
Microscopio óptico: las células observadas pueden estar vivas o muertas. Se puede observar la
presencia o ausencia de núcleo, la forma celular, las mitocondrias y cloroplastos (sin detalle).
MET: las células observadas deben estar muertas después de haber sido tratadas con iones de metales
pesados. Permite la observación de detalles a escala macromolecular.
MEB: para observar células muertas, después de haber sido tratadas con iones de metales pesados.
Permite obtener imágenes tridimensionales.
Antes de observar una muestra al microscopio, la misma debe ser tratada y preparada. Al conjunto de
técnicas de preparación de las muestras previas a su observación, se lo denomina técnica histológica.
Esta técnica consiste en una serie sucesiva de etapas que difieren para los microscopios ópticos y los
electrónicos.
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x Fraccionam iento celular
Esta técnica permite aislar los distintos componentes celulares para, de este modo, poder estudiarlos
separadamente. Se basa principalmente en que los componentes celulares tienen distintas densidades, lo
que posibilita separarlos por medio de la centrifugación (decanta lo más denso y lo menos denso queda
en solución).
En un esquema:
1) Se rompen las células
mecánicamente (mortero, licuadora,
etc.). El resultado se denomina
homogenato (formado por los distintos
componentes celulares).
Homogenato
Sobrenadante
Pellet
Centrifugado
2) Al centrifugar el homogenato,
se obtienen 2 fracciones: el
sobrenadante y el pellet o
sedimento. El sobrenadante
puede centrifugarse
nuevamente.
Qué componentes celulares van al pellet o quedan en el sobrenadante dependen de la velocidad y del
tiempo de centrifugación. Lo más denso sedimenta primero y lo menos denso sedimenta luego de varias
centrifugaciones.
x Cult ivos celulares o cultivos de t ej idos
Consisten en la extracción de las células de interés, de su medio natural, para luego colocarlas en
recipientes especiales y adecuados. Se debe tener especial cuidado en mantener la nutrición, la
oxigenación yla temperatura, y asegurar el cierre hermético del recipiente para evitar contaminaciones.
Los pasos a seguir son:
Los cultivos celulares se
utilizan para estudiar el
comportamiento de las
células (su crecimiento,
reproducción y
metabolismo) sin
intervención de las
variaciones sistémicas,
ocurridas dentro de un
organismo durante su
normal homeostasis y bajo
el estrés de un
experimento.
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ORGANI ZACI ÓN GEN ERAL DE LAS CÉLULAS
La materia viva se distingue principalmente de la materia inerte por su capacidad de metabolizar y
autoperpetuarse. La célula es el nivel de organización de la materia más pequeño que posee estas
características. Por lo tanto, tiene vida y es la responsable de las características vitales de los
organismos.
Todos los seres vivos están formados por células (una en el caso de los unicelulares o muchas en los
pluricelulares). Podemos decir entonces que la célula es la unidad estructural y funcional de los
seres vivos. Esto es lo que enuncia la Teoría celular moderna, junto con los siguientes postulados:
9 Todos los seres vivos están formados por células y productos celulares.
9 El funcionamiento de un organismo es resultado de la interacción entre las células que lo
componen.
9 Toda célula proviene de otra preexistente.
9 Las células contienen material hereditario.
Organización estructural de las células
Hay dos tipos celulares básicos: células eucariontes (animal y vegetal) y procariontes.
CÉLULA EUCARIONTE CELULA PROCARIONTE
V
EGETAL ANIMAL
Los esquemas no están a escala. Para mejor interpretación, consultá en el cuadro que compara los tipos celulares, en
la siguiente página, el ítem “Tamaño aproximado”.
La principal diferencia entre estos tipos celulares se debe a la compartimentalización característica de los
eucariontes. En estas células, cada compartimiento está destinado a una cierta función particular. Es
decir, que en las eucariontes el trabajo celular está dividido en espacios diferentes, lo que las hace más
eficientes. En los procariontes todas las funciones se realizan, o bien en la membrana plasmática, o en el
citoplasma.
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Comparando estos tipos celulares:
PROCARI ONTE EUCARI ONTE
ANI MAL
EUCARI ONTE
VEGETAL
Núcleo Ausente Presente Presente
Material genético Una molécula de
ADN circular, no
asociada a histonas,
dispersa en
citoplasma
Varias moléculas de
ADN lineales,
asociadas a histonas,
dentro del núcleo
Varias moléculas de
ADN lineales,
asociadas a histonas,
dentro del núcleo
Pared celular Formada por
peptidoglucanos
Ausente (excepto en
hongos, de quitina*)
Formada por celulosa
Compartimientos
membranosos
Ausentes Golgi, retículos,
lisosomas,
peroxisomas,
mitocondrias,
vacuolas pequeñas
Golgi, retículos,
lisosomas,
peroxisomas,
mitocondrias,
vacuolas grandes,
cloroplastos,
glioxisomas
Ribosomas 70 S ** 80 S 80 S
Centríolos Ausentes Presentes Ausentes
Citoesqueleto Ausente Presente Presente
Tamaño aproximado 1 micrómetro Entre 10 y 100
micrómetros
Más de 100
micrómetros
División celular Fisión binaria Mitosis / Meiosis Mitosis / Meiosis
Tipo de nutrición Autótrofa /
heterótrofa
Heterótrofa Autótrofa
* En el reino Hongos, la pared celular está formada de quitina.
** S es el coeficiente de sedimentación.
Estructuras presentes en una célula procarionte:
9 Cápsula: presente en algunos procariontes, formada por un material mucoso. Permite a las
bacterias adherirse entre sí o a sustratos.
9 Flagelos: presentes en algunos procariontes. Su función se relaciona con los desplazamientos de
estas células.
9 Pared celular: rígida o flexible, porosa. Brinda protección a estas células.
9 Membrana plasmática: bicapa de fosfolípidos con proteínas asociadas. Ausencia de colesterol.
Presenta pliegues hacia el interior que aumentan su superficie con diversas funciones (respiración
celular, fotosíntesis, etc.). Uno de ellos es el mesosoma (punto de unión de la membrana con el
ADN).
9 ADN: una sola molécula circular, no asociada a histonas. Está disperso en el citoplasma.
9 Ribosomas 70S aislados o agrupados en polirribosomas.
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Virus, viroides, priones
Estos agentes no son considerados células ya que no pueden realizar dos funciones básicas
características de la materia viva: metabolismo y reproducción. Para ello deben infectar a una célula y
utilizar de la misma toda la maquinaria de síntesis. Los definimos entonces como parásitos intracelulares
obligados. Ésta es la característica común a virus, viroides y priones. Se diferencian, entre otras cosas,
por el tipo de molécula/s que los constituyen.
Virus: caract eríst icas generales
9 Poseen ADN ó ARN
9 Tienen una cubierta proteica que
encierra al ácido nucleico, la cápside
(formada por capsómeros).
9 Algunos (los virus envueltos) pueden
tener otra cubierta más de lípidos,
proteínas y glucoproteínas.
9 Por estar formados por una
asociación de macromoléculas,
pertenecen al nivel de organización macromolecular complejo o subcelular.
Ciclos de m ult iplicación viral
Hay dos tipos de ciclos de multiplicación viral: el
ciclo lítico y el lisogénico. En ambos casos el ciclo
comienza del mismo modo: el virus reconoce la célula a
infectar, se une a su membrana e ingresa el ácido
nucleico viral (la cápside queda por fuera de la célula).
En el ciclo lítico, el ácido nucleico se multiplica en forma
independiente del ADN de la célula infectada. Luego, se
sintetizan las cápsides y, finalmente, se ensamblan
cápsides y ácido nucleico formándose así los virus hijos
que salen de la célula rompiendo su membrana. En el
ciclo lisogénico, el material genético viral se integra al
material genético de la célula infectada, pasando a estar
en estado de profago. Se multiplica, entonces, su
material genético junto con el material genético celular.
Cuando las condiciones son las apropiadas, el ADN viral se separa del ADN celular, se muliplica y,
después, forma cápsides y ensambla formando virus hijos.
Viroides
Son agentes infecciosos constituidos exclusivamente por una molécula de ARN. Infectan
fundamentalmente a las plantas. Pertenecen al nivel de organización macromolecular por estar formados
por tan sólo una molécula de ARN.
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Priones
Son proteínas infecciosas. Agentes responsables de encefalopatías espongiformes transmisibles, que
afectan al sistema nervioso central (entre ellas la conocida enfermedad de la vaca loca, por ejemplo).
Pertenecen al nivel de organización macromolecular por estar formados por una proteína.
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Machete 8.pdf
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