3. Biología 3.1 Biología y sociedad 3.1.1 El carácter científco y metodológico La biología se considera científca, porque es nos explica los procesos de la naturalea para saber en que mundo estamos, metodológica, por utiliar el m!todo científco, donde la obser"ación, experimentación son los pasos esenciales y el ine"itable uso del m!todo científco para #ormular las leyes e $ipótesis de todo in"estigador.
3.1.% &elación biología'tecnología'sociedad (ociedad La biología en si se puede relacionar con la sociedad por que en nuestra sociedad o entorno existen muc$os tipos de seres "i"os es por eso que la bilogía se relaciona, además de que se encarga de estudiarlos. )ecnología )ecnología La sociedad está ligada a la tecnología porque ya que sin esta los di"ersos aparatos y maquinas que $ay no sería posible obser"ar los cambios de los seres "i"os.
3.% *!lula+ unidad de la "ida 3.%.1 rigen y teoría celular, instrumentos de la biología La aparición del primer organismo "i"o sobre la )ierra suele asociarse al nacimiento de la primera c!lula. (i bien existen muc$as $ipótesis que especulan cómo ocurrió, usualmente se describe que el proceso se inició gracias a la trans#ormación de mol!culas inorgánicas en orgánicas ba-o unas condiciones ambientales adecuadas tras esto, dic$as biomol!culas se asociaron dando lugar a entes comple-os capaces de autorreplicarse. Existen posibles e"idencias #ósiles de estructuras e structuras celulares en rocas datadas en torno a / o 3,0 miles de millones de aos 2giga'aos o a.4. (e $an encontrado e"idencias muy #uertes de #ormas de "ida unicelulares #osiliadas en microestructuras en rocas de la #ormación (trelley 5ool, en 6ustralia ccidental, con una antig7edad de 3,/ a. (e trataría de los #ósiles de c!lulas más antiguos encontrados $asta la #ec$a. E"idencias adicionales muestran que su metabolismo sería anaerobio y basado en el sul#uro. Existen dos grandes tipos celulares+ las procariotas 2que comprenden las c!lulas de arqueas y bacterias4 y las eucariotas 2di"ididas tradicionalmente
en animales y "egetales, si bien se incluyen además $ongos y protistas, que tambi!n tienen c!lulas con propiedades características4. La teoría celular, es una parte #undamental de la Biología que explica laconstitución de la materia "i"a a base de c!lulas y el papel que !stas tienen en la constitución de la "ida. El concepto moderno de la )eoría )eoría *elular se puede resumir en los siguientes principios+ 8 )odos )odos los seres "i"os están #ormados por c!lulas o por sus productos de secreción. La c!lula es la unidad estructural de la materia "i"a, y una c!lula puede ser sufciente para constituir un organismo. 8 )odas )odas las c!lulas proceden de c!lulas preexistentes, por di"isión de !stas 2mnis cellula e cellula 4. Es la unidad de origen de todos los seres "i"os. 8 Las #unciones "itales de los organismos ocurren dentro de las c!lulas, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. *ada c!lula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una c!lula caben todas las #unciones "itales, de manera que basta una c!lula para tener un ser "i"o 2que será un ser "i"o unicelular4. 6sí pues, la c!lula es la unidad fsiológicade la "ida. 8 *ada c!lula contiene toda la in#ormación $ereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el #uncionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa in#ormación a la siguiente generación celular. 6sí que la c!lula tambi!n es la unidad gen!tica.
3.%.% 9i"eles de organiación de los seres "i"os y biomoleculas presentes en las c!lulas+ #unción de carbo$idratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. 9i"eles de organiación de los seres "i"os La materia se organia en di#erentes ni"eles de comple-idad creciente denominados ni"eles de organiación. *ada ni"el proporciona a la materia propiedades que no se encuentran en los ni"eles in#eriores. Los ni"eles de organiación de la materia se pueden agrupar en abióticos y bióticos. Los abióticos abarcan tanto a la materia inorgánica como a los seres "i"os, mientras que los bióticos sólo se encuentran en los seres "i"os. Los ni"eles de organiación abióticos son+ 8 9i"el subatómico, #ormado por las partículas constituyentes del átomo 2protones, neutrones y electrones4.
en animales y "egetales, si bien se incluyen además $ongos y protistas, que tambi!n tienen c!lulas con propiedades características4. La teoría celular, es una parte #undamental de la Biología que explica laconstitución de la materia "i"a a base de c!lulas y el papel que !stas tienen en la constitución de la "ida. El concepto moderno de la )eoría )eoría *elular se puede resumir en los siguientes principios+ 8 )odos )odos los seres "i"os están #ormados por c!lulas o por sus productos de secreción. La c!lula es la unidad estructural de la materia "i"a, y una c!lula puede ser sufciente para constituir un organismo. 8 )odas )odas las c!lulas proceden de c!lulas preexistentes, por di"isión de !stas 2mnis cellula e cellula 4. Es la unidad de origen de todos los seres "i"os. 8 Las #unciones "itales de los organismos ocurren dentro de las c!lulas, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. *ada c!lula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una c!lula caben todas las #unciones "itales, de manera que basta una c!lula para tener un ser "i"o 2que será un ser "i"o unicelular4. 6sí pues, la c!lula es la unidad fsiológicade la "ida. 8 *ada c!lula contiene toda la in#ormación $ereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el #uncionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa in#ormación a la siguiente generación celular. 6sí que la c!lula tambi!n es la unidad gen!tica.
3.%.% 9i"eles de organiación de los seres "i"os y biomoleculas presentes en las c!lulas+ #unción de carbo$idratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. 9i"eles de organiación de los seres "i"os La materia se organia en di#erentes ni"eles de comple-idad creciente denominados ni"eles de organiación. *ada ni"el proporciona a la materia propiedades que no se encuentran en los ni"eles in#eriores. Los ni"eles de organiación de la materia se pueden agrupar en abióticos y bióticos. Los abióticos abarcan tanto a la materia inorgánica como a los seres "i"os, mientras que los bióticos sólo se encuentran en los seres "i"os. Los ni"eles de organiación abióticos son+ 8 9i"el subatómico, #ormado por las partículas constituyentes del átomo 2protones, neutrones y electrones4.
8 9i"el atómico, compuesto por los átomos que son la parte más pequea de un elemento químico. E-emplo+ el átomo de $ierro o el de carbono. 8 9i"el molecular, #ormado por las mol!culas que son agrupaciones de dos o más átomos iguales o distintos. :entro de este ni"el se distinguen las macromol!culas, #ormadas por la unión de "arias "ari as mol!culas, los comple-os supramoleculares y los orgánulos #ormados por la unión de comple-os supramoleculares que #orman una estructura celular con una #unción.
Los ni"eles de organiación bióticos son+ 89i"el celular, que comprende las c!lulas, unidades más pequeas de la materia "i"a. 89i"el te-ido, o con-unto de c!lulas que desempean una determinada #unción. 89i"el órgano, #ormado por la unión de distintos te-idos que cumplen una #unción. 89i"el aparato y sistema, constituido por un con-unto de órganos que colaboran en una misma #unción. 89i"el indi"iduo, organismo #ormado por "arios aparatos o sistemas. 89i"el población, con-unto de indi"iduos de la misma especie que "i"en en una misma ona y en un mismo tiempo. 89i"el comunidad, con-unto de poblaciones que comparten un mismo espacio. 8Ecosistema, con-unto de comunidades, el medio en el que "i"en y las relaciones que establecen entre ellas. 8Biomoleculas presentes en las c!lulas+ #unción de carbo$idratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
Biomoleculas+ (eg;n la naturalea química, las biomol!culas pueden ser+ Biomol!culas inorgánicas (on biomol!culas no #ormadas por los seres "i"os, pero imprescindibles para ellos, como el agua, la biomol!cula más abundante, los gases 2oxígeno, dióxido de carbono4 y las sales inorgánicas+ aniones como #os#ato 2<5/=4, bicarbonato 2<*3=4 y cationes como el amonio 294.
Biomol!culas orgánicas o principios inmediatos ?editar@(on sintetiadas solamente por los seres "i"os y tienen una estructura a base de carbono. Están constituidas principalmente por carbono, $idrógeno y oxígeno, y con #recuencia están tambi!n presentes nitrógeno, #ós#oro y au#re otros elementos son a "eces incorporados pero en muc$a menor proporción.
Las biomol!culas orgánicas pueden agruparse en cuatro grandes tipos+
8*arbo$idratos Los carbo$idratos, tambi!n llamados gl;cidos, se pueden encontrar casi de manera exclusi"a en alimentos de origen "egetal. *onstituyen uno de los tres principales grupos químicos que #orman la materia orgánica -unto con las grasas y las proteínas.
8Lípidos Los lípidos saponifcables cumplen dos #unciones primordiales para las c!lulas por una parte, los #os#olípidos #orman el esqueleto de las membranas celulares 2bicapa lipídica4 por otra, los triglic!ridos son el principal almac!n de energía de los animales. Los lípidos insaponifcables y los isoprenoides desempean #unciones reguladoras 2colesterol, $ormonas sexuales, prostaglandinas4.
85roteínas Las proteínas son las biomol!culas que más di"ersidad de #unciones realian en los seres "i"os prácticamente todos los procesos biológicos dependen de su presencia yAo acti"idad. (on proteínas casi todas las enimas, cataliadores de reacciones metabólicas de las c!lulas muc$as $ormonas, reguladores de acti"idades celulares la $emoglobina y otras mol!culas con #unciones de transporte en la sangre anticuerpos, encargados de acciones de de#ensa natural contra in#ecciones o agentes extraos los receptores de las c!lulas, a los cuales se f-an mol!culas capaces de desencadenar una respuesta determinada la actina y la miosina, responsables fnales del acortamiento del m;sculo durante la contracción el colágeno, integrante de fbras altamente resistentes en te-idos de sost!n.
8cidos nucleicos
Los ácidos nucleicos, 6:9 y 6&9, desempean, tal "e, la #unción más importante para la "ida+ contener, de manera codifcada, las instrucciones necesarias para el desarrollo y #uncionamiento de la c!lula. El 6:9 tiene la capacidad de replicarse, transmitiendo así dic$as instrucciones a las c!lulas $i-as.
3.%.3 *!lulas procariotas, eucariotas+ estructura y #unción. 8La c!lula procariota Las c!lulas procariotas son pequeas y menos comple-as que las eucariotas. *ontienen ribosomas pero carecen de sistemas de endomembranas 2esto es, orgánulos delimitados por membranas biológicas, como puede ser el n;cleo celular4. 5or ello poseen el material gen!tico en el citosol. 5or lo general podría decirse que los procariotas carecen de citoesqueleto, sin embargo se $a obser"ado que algunas bacterias, poseen proteínas tales como CreB y mbl que act;an de un modo similar a la actina y son importantes en la mor#ología celular. :e gran di"ersidad, los procariotas sustentan un metabolismo extraordinariamente comple-o, en algunos casos exclusi"os de ciertos taxa, como algunos grupos de bacterias, lo que incide en su "ersatilidad ecológica.
85aredes celulares Es una estructura rígida adosada a la cara externa de la membrana plasmática, que rodea totalmente a la c!lula. (e trata de una estructura com;n a todas las bacterias, con excepción del micro plasmas, un grupo de parásitos intracelulares. La pared celular cumple las siguientes #unciones+ Cantiene la #orma de la c!lula 5osee componentes con capacidad antig!nica &egula el intercambio con el exterior, principalmente la membrana externa llamada ram. negati"as. 5roporciona carga negati"a a la superfcie celular.
En"olturas externas 6lgunas bacterias tienen cubiertas mucosas en el exterior de la pared celular, compuesta por polisacáridos y, en ocasiones proteínas, que se denominan cápsulas 2más gruesas y ad$eridas frmemente a la c!lula4 y capas mucosas 2más fnas4
8*itoplasma El citoplasma está #ormado por una matri gelatinosa, el protoplasma, con un alto contenido en agua y de aspecto granuloso, que contiene proteínas y enimas y alberga los ribosomas D( característicos de estas c!lulas.
8&ibosomas Están #ormados por dos subunidades #ormadas por 6&9 y proteínas. Están relacionados con la síntesis de proteínas. Estos orgánulos celulares, son los ;nicos que podemos encontrar en todos los tipos de c!lulas.
89ucleoides En la c!lula procariota, el material gen!tico se encuentra en el nucleoide, ona situada en la región central del citoplasma, de aspecto fbrilar, que no está protegida por una membrana nuclear.
8Flagelos *onstituyen los órganos de locomoción, cuyo n;mero y disposición "aría de unas bacterias a otras. Esto constituye uno de los muc$os criterios de clasifcación de las c!lulas 5rocariotas. Está #ormado por+ Gn flamento rígido y cur"ado, constituido por una proteína, llamada Hagelina.
Gn codo o ganc$o que une el flamento a la superfcie de la c!lula Gna estructura basal compuesta por una serie de anillos
Fimbrias y pelos Las fmbrias y los pelos son ap!ndices externos que no inter"ienen en el mo"imiento de las bacterias. Las fmbrias son cortas, fnas y numerosas en algunas bacterias, y tienen una #unción ad$esi"a Los pelos, de mayor longitud, son poco numerosos y están implicados en la unión de dos c!lulas durante la con-ugación bacteriana.
8La c!lula eucariota Las c!lulas eucariotas son el exponente de la comple-idad celular actual. 5resentan una estructura básica relati"amente estable caracteriada por la presencia de distintos tipos de orgánulos intracitoplasmáticos especialiados, entre los cuales destaca el n;cleo, que alberga el material gen!tico. Especialmente en los organismos pluricelulares, las c!lulas pueden alcanar un alto grado de especialiación. :ic$a especialiación o di#erenciación es tal que, en algunos casos, compromete la propia "iabilidad del tipo celular en aislamiento. 6sí, por e-emplo, las neuronas dependen para su super"i"encia de las c!lulas gliales. 5or otro lado, la estructura de la c!lula "aría dependiendo de la situación taxonómica del ser "i"o+ de este modo, las c!lulas "egetales diferen de las animales, así como de las de los $ongos. 5or e-emplo, las c!lulas animales carecen de pared celular, son muy "ariables, no tiene plastos, puede tener "acuolas pero no son muy grandes y presentan centriolos 2que son agregados de microt;bulos cilíndricos que contribuyen a la #ormación de los cilios y los Hagelos y #acilitan la di"isión celular4. Las c!lulas de los "egetales, por su lado, presentan una pared celular compuesta principalmente de celulosa4, disponen de plastos como cloroplastos 2orgánulo capa de realiar la #otosíntesis4, cromoplastos 2orgánulos que acumulan pigmentos4 o leucoplastos 2orgánulos que acumulan el almidón #abricado en la #otosíntesis4, poseen "acuolas de gran tamao que acumulan sustancias de reser"a o de desec$o producidas por la c!lula y fnalmente cuentan tambi!n con plasmodesmos, que son conexiones citoplasmáticas que permiten la circulación directa de las sustancias del citoplasma de una c!lula a otra.
8Cembrana celular
La c!lula está rodeada por una membrana, denominada Imembrana plasmáticaI. La membrana delimita el territorio de la c!lula y controla el contenido químico de la c!lula. En la composición química de la membrana entran a #ormar parte lípidos, proteínas y gl;cidos en proporciones aproximadas de /J, 0J y 1J, respecti"amente. Los lípidos #orman una doble capa y las proteínas se disponen de una #orma irregular y asim!trica entre ellos. Estos componentes presentan mo"ilidad, lo que confere a la membrana un ele"ado grado de Huide.
85ared celular Las c!lulas "egetales poseen una en"uelta externa a la membrana plasmática, altamente organiada y rígida, que constituye la pared celular y cumple las siguientes #unciones+ *onfere rigide al "egetal y contribuye al mantenimiento de la #orma celular. Gne las c!lulas adyacentes, conectando las c!lulas de los te-idos "egetales. 5osibilita el intercambio de Huidos y la comunicación intracelular 5ermite a las c!lulas "egetales "i"ir en el medio $ipotónico de la planta, impidiendo que !stas se $inc$en y lleguen a estallar. Kmpermeabilia la superfcie "egetal en algunos te-idos, para e"itar la p!rdida de agua.
8*itoplasma *uando se obser"a la c!lula con un microscopio óptico, es posible distinguir una ona comprendida entre el n;cleo y la membrana celular+ el citoplasma (i obser"amos la misma c!lula con un microscopio electrónico, se pueden apreciar en su interior una serie de elementos di#erenciados, denominados orgánulos )ambi!n se encuentra inmerso en este Huido el citoesqueleto, compuesto por una serie de flamentos, cuya #unción consiste en mantener la #orma de la c!lula.
8*itosol y citoesqueleto )oda la porción citoplasmática que carece de estructura y constituye la parte líquida del citoplasma, recibe el nombre de citosol por su aspecto Huido, tambi!n llamado $ialoplasma. En !l se encuentran las mol!culas necesarias para el mantenimiento celular.
8El citoesqueleto *onsiste en una serie de fbras que da #orma a la c!lula, y conecta distintas partes celulares, como si se tratara de "ías de comunicación celulares. Es una estructura en continuo cambio. Formado por tres tipos de componentes+
8Cicrot;bulos (on flamentos largos, #ormados por la proteína tubulina. (on los componentes más importantes del citoesqueleto. Los microt;bulos se encuentran en abundancia en la mayoría de las c!lulas eucariotas y desempean en ellas #unciones "itales. 5ueden #ormar asociaciones estables tales como+
8*entríolos (on dos pequeos cilindros localiados en el interior del centrosoma, exclusi"os de c!lulas animales. *ilios y Hagelos (on delgadas prolongaciones celulares mó"iles que presentan básicamente la misma estructura, la di#erencia entre ellos es que los cilios son muc$os y cortos, mientras que los Hagelos son pocos y más largos.
8Cicroflamentos de actina (e sit;an principalmente en la peri#eria celular, deba-o de la membrana y están #ormados por $ebras de la proteína actina, trenadas en $!lice, cuya estabilidad se debe a la presencia de 6)5 e iones de calcio. 6sociados a los flamentos de miosina, son los responsables de la contracción muscular.
8Filamentos intermedios Los flamentos intermedios son componentes del citoesqueleto especialmente abundantes en las c!lulas animales. Formados por di"ersos tipos de proteínas. (on polímeros muy estables y resistentes. Especialmente abundantes en el citoplasma de las c!lulas sometidas a #uertes tensiones mecánicas 2queratina, desmina4 ya que su #unción consiste en repartir las tensiones, que de otro modo podrían romper la c!lula. :istribución en el citoplasma de los flamentos del citoesqueleto
8&ibosomas Los ribosomas son orgánulos intracitoplasmáticos compuestos por 6&9 y por proteínas, que participan en la síntesis proteica. Están constituidos por dos subunidades+ una subunidad grande, con %'3 mol!culas de 6&9 y proteínas, y una subunidad pequea, con un solo tipo de 6&9 asociado a proteínas. 6mas subundiades #orman un surco, al que se asocia la proteína que se está sintetiando, y un segundo surco, en el que se alo-a el 6&9.
8&etículo endoplasmatico Está #ormado por una red de membranas que #orman cisternas, saculos y tubos aplanados. :elimita un espacio interno llamado l;men del retículo y se $alla en continuidad estructural con la membrana externa de la en"oltura nuclear.
86parato de golgi :escubierto por *. olgi en 1M, consiste en un con-unto de estructuras de membrana que #orma parte del elaborado sistema de membranas interno de las c!lulas. (e encuentra más desarrollado cuanto mayor es la acti"idad celular. La unidad básica del orgánulo es el sáculo, que consiste en una "esícula o cisterna aplanada. *uando una serie de sáculos se apilan, #orman un dictiosoma. 6demás, pueden obser"arse toda una serie de "esículas más o
menos es#!ricas a ambos lados y entre los sáculos. El con-unto de todos los dictiosomas y "esículas constituye el aparato de olgi.
8Lisosomas Los lisosomas tienen una estructura muy sencilla, seme-antes a "acuolas, rodeados solamente por una membrana, contienen gran cantidad de enimas digesti"as que degradan todas las mol!culas inser"ibles para la c!lula. Funcionan como IestómagosI de la c!lula y además de digerir cualquier sustancia que ingrese del exterior, "acuolas digesti"as, ingieren restos celulares "ie-os para digerirlos tambi!n, llamados entonces "acuolas auto#ágicas.
8Nacuolas Las "acuolas son orgánulos citoplasmáticos rodeados de membrana y con un ele"ado contenido $ídrico, en los que se acumulan di"ersas sustancias. Las c!lulas "egetales poseen una "acuola de gran tamao 2ocupa entre el 3 y el MJ del "olumen celular4, cuya membrana se denomina tonoplasto, con un contenido lípido de naturalea "ariable. (us #unciones son incrementar la superfcie de la c!lula, y por tanto la capacidad de intercambio con el exterior sir"e de almac!n de reser"a para gran cantidad de sustancias, además contiene enimas lisosómicas. 8*loroplasto Los cloroplastos son orgánulos exclusi"os de las c!lulas "egetales. En ellos tiene lugar la #otosíntesis, proceso en el que se trans#orma la energía lumínica en energía química, almacenada en mol!culas 6)5 y mol!culas reductoras 296:5<4, que se utiliarán posteriormente para sintetiar mol!culas orgánicas.
85eroxisomas Los peroxisomas son orgánulos implicados en las reacciones de oxidación.
(u mor#ología es seme-ante a la de los lisosomas+ constituyen "esículas es#!ricas de diámetro "ariable, delimitadas por una membrana ;nica y con una matri densa, de aspecto granular.
8Citocondrias Las mitocondrias son los orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la acti"idad celular, act;an por tanto, como centrales energ!ticas de la c!lula y sintetian 6)5 a expensas de los carburantes metabólicos 2glucosa, ácidos grasos y aminoácidos4.
3.%./ 5rocesos fsiológicos, transporte molecular a tra"!s de la membrana celular y su incidencia en aspectos metabólicos 2#otosíntesis, respiración, reproducción y #ermentación4.
O smosis+ es el paso del agua a tra"!s de los #os#olipidos 2composición de la membrana4, y consiste en el nombre más específco de la di#usión simple del agua. La c!lula presenta agua y solutos en su interior y en su exterior en las cuales están presentes con una determinada concentración en el cual el proceso de osmosis se encarga de balancear.
%'.)&69(5&)E 6*)KN+ "a en contra del gradiente, o sea gasta energía y $ay dos tipos+
O )ransporte 6cti"o 5rimario+ es la regulación de sodio que permite sacar sodio para a#uera de la c!lula a tra"!s de una proteína llamada bomba de sodio potasio. O )ransporte 6cti"o (egundario+ es la regulación de sodio y potasio en la c!lula, pero su principal #unción es traer a dentro de la c!lula, glucosa. Este preso se llama segundario dado a que in"olucra el proceso primario y además ocupa la misma bomba de sodio potasio 2que es una proteína transportadora4 para regular os ni"eles de sodio y potasio en la c!lula y su ambiente.
3.3 en!tica y $erencia 3.3.1 *onceptos e importancia de la gen!tica y la $erencia mendeliana. La gen!tica es el campo de la biología que busca comprender la $erencia biológica que se transmite de generación en generación. El estudio de la gen!tica permite comprender qu! es lo que exactamente ocurre en el ciclo celular, 2replicar nuestras c!lulas4 y reproducción, 2meiosis4 de los seres "i"os y cómo puede ser que, por e-emplo, entre seres $umanos se transmiten características biológicas genotipo 2contenido del genoma específco de un indi"iduo en #orma de 6:94, características #ísicas #enotipo, de apariencia y $asta de personalidad. El principal ob-eto de estudio de la gen!tica son los genes, #ormados por segmentos de 6:9 2doble $ebra4 y 6&9 2$ebra simple4, tras la transcripción de 6&9 mensa-ero, 6&9 ribosómico y 6&9 de trans#erencia, los cuales se sintetian a partir de 6:9. El 6:9 controla la estructura y el #uncionamiento de cada c!lula, con la capacidad de crear copias exactas de sí mismo, tras un proceso llamado replicación, en el cual el 6:9 se replica.
Kmportancia de la gen!tica El conocimiento en gen!tica $a permitido la me-ora extensa en producti"idad de plantas usadas para el alimento como por e-emplo el arro, trigo, y el maí. El conocimiento gen!tico tambi!n $a sido un componente dominante de la re"olución en salud y asistencia m!dica en este siglo.
La gen!tica tiene tambi!n una gran importancia en la bioingeniería, ya que $a permitido modifcar el material gen!tico de distintos organismos. Los a"ances en este campo $an permitido tambi!n la alteración de di"ersos segmentos del 6:9, resultando en la creación de nue"os genes y rasgos gen!ticos y logrando tambi!n e"itar mal#ormaciones gen!ticas. En el área de la salud $a permitido el tratamiento y pre"ención de la reaparición del síndrome de :oPn. La bioingeniería o#rece la esperana de crear antibióticos más efcaces, además de descubrir una $ormona del crecimiento para combatir el enanismo. (in duda, la gen!tica -uega un papel muy importante en la e"olución de la especie y la erradicación de en#ermedades gen!ticas.
3.3.%
características fsiológicas, mor#ológicas o bioquímicas de los seres "i"os ba-o di#erentes condiciones ambientales
E9+ Es el #actor $ereditario que controla un carácter. Es el #ragmento de 6:9 que contiene in#ormación para un carácter. 86lelo o alelomor#o+ son alternati"as que puede poseer un gen y que cambia aspectos de un mismo carácter. El alelo no es algo #ísico. (on dos alelos iguales para un mismo carácter y el indi"iduo se dice que es de raa pura. 8
8enotipo+ Es el con-unto de caracteres $ereditario que se expresan externamente 2es la manera de manera de mani#estarse el genotipo, despu!s de $aber actuado sobre !l los #actores medioambientales4
8Fenotipo+ Es el lugar que ocupa cada gen en el cromosoma. *ada uno de los cromosomas de los indi"iduos de una misma especie presenta el mismo n;mero de genes y ocupan la misma posición dentro del cromosoma.
8Locus+ Es el lugar que ocupa cada gen en el cromosoma. *ada uno de los cromosomas de los indi"iduos de una misma especie presenta el mismo n;mero de genes y ocupan la misma posición dentro del cromosoma.
3.3.3
La reproducción es una #unción "ital. (e trata del proceso por el cual los seres "i"os originan nue"os indi"iduos parecidos a ellos mismos+ su descendencia. La in#ormación gen!tica de los seres "i"os se encuentra almacenada en #orma de mol!culas de 6:9. Estas mol!culas contienen, codifcada, toda la in#ormación necesaria para el #uncionamiento y desarrollo de un ser "i"o. *uando un ser "i"o se reproduce, pasa la in#ormación gen!tica a sus descendientes. *ada mol!cula de 6:9 está #ormada por dos cadenas complementarias antiparalelas y enrolladas en #orma de $!lice. El 6:9 tiene la capacidad de replicarse, es decir, de realiar copias id!nticas de sí mismo, lo que permite que las c!lulas $i-as, tras la di"isión, reciban la in#ormación gen!tica de la c!lula madre. El gen y el *ontrol de las *aracterísticas
8La
El con-unto de genes recibidos por un ser de sus progenitores se llama genotipo. R el con-unto de los caracteres que de ellos resultan y que se manifestan en un indi"iduo, #enotipo. Sste está muy inHuido por las circunstancias ambientales y de alimentación.
3.3./ 6plicaciones de la gen!tica en la agricultura, ecología y ganadería.
86plicaciones de la gen!tica en la agricultura 5rimero iniciemos defniendo la ingeniera gen!tica la cual consiste en la tecnología que se encarga de la manipulación y trans#erencia de 6:9 de un organismo a otro. Cediante esta t!cnica se $a podido modifcar las características de gran cantidad de plantas para $acerlas más ;tiles al $ombre , son las llamadas plantas transg!nicas 2(on aquellas plantas que están modifcadas gen!ticamente para darle otro tipos de característica4
8)!cnicas directas Electroporación, consiste en aumentar la conducti"idad el!ctrica y la permeabilidad de la membrana plasmática celular Cicro inyección, se basa en utiliar micro agu-as para insertar el 6:9 de un organismo a otro. 5enetra en la membrana nuclear para lanar su contenido.
&esistencia a $erbicidas, insectos y en#ermedades.
8anadería 6ntes de $ablar de los usos de la ingeniería gen!tica en la ganadería, $ablaremos de los principios de esta. :olly, #ue la primera o"e-a transg!nica creada en Escocia. (us creadores son Kan Tilmut y Ueit$ *ampbell. Fue una o"e-a resultado de una trans#erencia nuclear desde una c!lula donante di#erenciada a un ó"ulo no #ecundado y anucleado. La c!lula de la que "enía :olly era una c!lula ya di#erenciada o especialiada, procedente de un te-ido concreto. *inco meses despu!s nacía :olly, que #ue el ;nico cordero resultante de %DD #usiones de ó"ulos anucleados con n;cleos de c!lulas mamarias.
86plicaciones 6umentar el rendimiento del ganado Gn incremento en la producti"idad del ganado lograría más benefcios. 5roducir animales con en#ermedades $umanas 5ara in"estigar distintos tipos de en#ermedades $umanas se usa a estos animales transg!nicos. Elaboración de #ármacos 5ara la creación de tipos de #ármacos se emplean estos animales. 6unque detrás de todos estos benefcios, se esconde unos per-uicios en las aplicaciones de la ingeniería gen!tica.
Gno de estos peligros es el $ec$o de que detrás de los proyectos de manipulación gen!tica están las compaías multinacionales muy preocupadas por el inter!s económico. )ambi!n pueden VcontaminarW otras plantas no transg!nicas. 5ueden llegar a ser cancerígenas en el caso de ser consumidos por su-etos propensos o en un estado inmunológico defciente. 5uede producir alergias, algo que preocupa muc$o a los productores de estos alimentos. 5uede ser debida al material gen!tico trans#erido, a la #ormación inesperada de un al!rgeno o a la #alta de in#ormación sobre la proteína que codifca el gen insertado 5or lo tanto, $ay que andarse con o-o a la $ora de consumir algunos de estos alimentos transg!nicos. Ra sea si pro"iene de la agricultura o de la ganadería.
83./ Ecología 3./.1 Ecología de poblaciones, comunidad y ecosistema 25:F4 3./.% &elaciones intra e inter poblacionales o específcas. Los seres "i"os que integran las comunidades biológicas tienen necesidades "itales como alimentarse, crecer y reproducirse. 5ara satis#acerlas deben disponer de agua, aire, lu, alimento y un espacio o territorio. *omo esas necesidades son comunes a todos los indi"iduos de la misma especie y tambi!n a los de especies di#erentes, se establecen entre ellos relaciones que pueden ser de dos tipos+ 8Kntraespecífcas+ (e producen entre los indi"iduos de la misma especie. 8Knterespecífcas+ Entre indi"iduos de distintas especies.
Las relaciones intraespecífcas+ 5ueden ser de luc$a o antagonismo, o de benefcio o ayuda.
86ntagonismo *uando alg;n elemento "ital, como la lu, el agua, el alimento o el espacio, no existe en cantidad sufciente para satis#acer las necesidades de todos los
indi"iduos de una población, se establece entre ellos una luc$a o competencia. Los animales tambi!n compiten entre sí por di"ersas causas+ una de ellas es el alimento. *uando el recurso escasea o cuando aumenta el n;mero de indi"iduos de una población, la luc$a por conseguir alimento es cada "e mayor. :e este modo se "an eliminando los más d!biles o los menos adaptados. La territorialidad. (e asocia a la b;squeda de alimento o reproducción. *ada especie utilia seales específcas. *omo olores, sonidos, etc. 8&elaciones de ayuda o cooperación Es #recuente en algunas poblaciones la #ormación de agrupaciones transitorias o permanentes. 8&EL6*K9E( F6CKLK6&E( (e establecen relaciones de reproducción o de cuidado de la prole. Existen "arios tipos+ 5arentales monógamas+ mac$o y $embra con sus crías. 5arentales polígamas+ mac$o con "arias $embras y sus crías. Catriarcales+ $embra con sus crías
8&EL6*K9E( &E6&K6(. La "ida en grupo El grupo es un con-unto de indi"iduos que desarrolla acti"idades comunes y tienen comportamientos seme-antes. Las "enta-as de la "ida en grupo son numerosas+ :e#ensa ante el ataque :e#ensa contra las inclemencias del tiempo Cayor #acilidad para procurar alimento Fa"orece la reproducción
8&EL6*K9E( E()6)6LE(. (*KE:6:E( La sociedad está integrada por un con-unto de indi"iduos que se comunican entre sí por medio de di"ersos estímulos y entre los cuales existe una especialiación de tareas y una -erarquía social. Los casos de organiación social más ele"ada están dados por las $ormigas, las abe-as y las a"ispas.
8&EL6*K9E( *L9K6LE(. La población de indi"iduos se asocia de manera extrema de #orma que llegan a #ormar una unidad, es decir un organismo com;n. )ambi!n puede $aber una di"isión del traba-o o simplemente una unión de#ensi"a. Es el caso de los corales, o los pólipos.
8Las relaciones interespecífcas Las relaciones entre los indi"iduos de di#erentes especies que #orman un ecosistema y que #orman la comunidad o biocenosis, pueden ser muy di#erentes+ Benefciosas para las dos especies. 2 >,>4 5er-udiciales para las dos especies 2 >, ' 4 Benefciosa para una y per-udicial para otra 2 >, ' 4 Benefciosa para una e indi#erente para la otra 2 >, 4
' CG)G6LK(C+ 2 >,>4 6mbas especies salen benefciadas con la asociación. 9o es una unión íntima sino una asociación. E-. Cusgo y árboles, poliniación y dispersión de las semillas 2animales y plantas4, pá-aros desparasitadotes de grandes $erbí"oros.
' (KCBK(K(+ 2 >, >4 )ambi!n es benefciosa para ambos organismos, pero en este caso la unión es estructural y permanente para ambos. E-. Bacterias de la Hora intestinal, líquenes 2asociación de alga y $ongo4.
' *CE9(6LK(C+ 2 >, 4 Gna especie se apro"ec$a de los desperdicios de-ados por otras especies, restos de alimentos, mudas, descamaciones,.... 5ara uno de ellas es benefcioso, la otra especie no sale per-udicada. E-. Las espon-as tienen en
su interior animales más pequeos que se alimentan de los restos de la comida y se protegen. Los cangre-os ermitaos usan las caracolas marinas "acías para instalarse, tambi!n -unto a ellos anidan gusanos que apro"ec$an los desperdicios del cangre-o. *arroeros. *uando una especie utilia a otra como lugar para "i"ir o criar $ablamos de K9XGKLK9K(C.
' :E5&E:6*KQ9+ 2 >, '4 En este caso una de las especies sale claramente per-udicada, ya que sir"e de alimento para la otra especie. (e trata de dos especies de "ida libre. 9o $ay una relación anterior y directa entre ambos 5odemos di#erenciar "arios tipos de depredadores, entre ellos+
'
'*arní"oros. (on los típicos depredadores, se alimentan de $erbí"oros o de otros carní"oros.
' 56&6(K)K(C. 2 >, '4 Los parásitos son depredadores muy especialiados, que no causan la muerte del $u!sped de los que toman el alimento, pero si los debilitan. La relación entre parásito y $ospedador suele mantenerse en equilibrio ya que de morir el $u!sped, moriría tambi!n el parásito.
E*)56&(K)( 5arásitos externos. Ni"en en el exterior de los organismos (on las c$inc$es, pulgas, garrapatas, pio-os,...
E9:56&(K)( 5arásitos internos. Ni"en en el interior de los organismos. 5ueden parasitar a todo tipo de organismos. 6lgunos "i"en en el intestino $umano, como la tenía.
' *C5E)E9*K6 2 ', ' 4 La competencia entre di#erentes especies se desarrolla cuando las dos compiten por un mismo recurso, la lu, el alimento, el cobi-o, el territorio, la $umedad. (e suele decir que los seres "i"os que compiten ocupan el mismo 9K*< E*LQK*, es decir, ocupan el mismo lugar en la cadena trófca, se alimentan de lo mismo o apro"ec$an los mismos recursos.
8&elación intraespecífca+ En biología y especialmente en ecología la relación intraespecífca es la interacción biológica en la que los organismos que inter"ienen pertenecen a la misma especie, este tipo de relación sólo se presenta en una población. Gn e-emplo es la colmena, en donde la colonia de abe-as está #ormada por la reina, ánganos y obreras $ay di"isión En una población, mientras más ele"ada sea la densidad, mayor será la oportunidad de la relación intraespecífca debido a que $ay más contactos entre los indi"iduos. La con"i"encia entre indi"iduos de la misma especie origina competencia intraespecífca, la cual se acent;a cuando el espacio y el alimento son limitados obligando a los organismos a competir por ellos. Esta situación act;a como proceso selecti"o en el que sobre"i"en los organismos me-or adaptados. )ambi!n existe la competencia interespecífca, que se registra entre di#erentes especies.
8&elación interespecífca+ En ecología una relación interespecífca es la interacción que tiene lugar en una comunidad entre indi"iduos de especies di#erentes, dentro de un ecosistema. Las relaciones interespecifcas son relaciones ambientales que se establecen entre los organismos de la biocenosis. )ambi!n puede di"idirse en armónicas y desarmónicas.
3./.3 Estructura y #uncionamiento del ecosistema Estructura y #uncionamiento de los ecosistemas. (e puede defnir a un ecosistema como el con-unto #ormado por un biotopo 2el medio4 y una biocenosis 2los organismos4 y las relaciones que se establecen entre ellos. Es un sistema comple-o en el que interact;an los seres "i"os entre sí y con el con-unto de #actores no "i"os que #orman el ambiente+ temperatura, sustancias químicas presentes, clima, características geológicas, etc.
8Biocenosis La biocenosis o comunidad de un ecosistema es el con-unto de todos los organismos "i"os que "i"en en el biotopo, entre los que se establecen determinadas relaciones. (e destacan los siguientes conceptos relacionados con la biocenosis+ 85oblación+ Los organismos "i"os que pertenecen a una misma especie se denomina población. *omo en un ecosistema existe normalmente un determinado n;mero de especies, tanto "egetales como animales, en el ecosistema existen di#erentes poblaciones de organismos. 8<ábitat+ El lugar donde un organismo "i"e se llama $ábitat. Es como saber la dirección del organismo 2en el suelo, deba-o de una piedra, en el #ondo de un río, en una cue"a, etc.4
9ic$o ecológico+ (e denomina así a la #unción que desempea un organismo en el ecosistema. Es como saber la pro#esión del organismo 2es un depredador, un comedor de semillas, un descomponedor de materia muerta, etc.4
8Biotopo
El biotopo comprende el medio #ísico y natural de un ecosistema y sus propiedades #ísico'químicas. Estas propiedades dependen de los #actores ambientales, que son el con-unto de condiciones #ísicas y químicas que inHuyen en la "ida de los seres "i"os del ecosistema. Los principales #actores ambientales son+ 8La lu+ es necesaria para los organismos #otosint!ticos. 8El agua+ es indispensable para el desarrollo de todos los organismos. 8La temperatura+ condiciona el grado de calor o #río del entorno. 8La salinidad del agua+ es la cantidad de sales disueltas en el agua. 8El p<+ determina el grado de acide o basicidad del medio.
8Funcionamiento del Ecosistema El #uncionamiento de todos los ecosistemas es parecido. )odos necesitan una #uente de energía que, Huyendo a tra"!s de los distintos componentes del ecosistema, mantiene la "ida y mo"ilia el agua, los minerales y otros componentes #ísicos del ecosistema. La #uente primera y principal de energía es el sol. En todos los ecosistemas existe, además, un mo"imiento contin;o de los materiales. Los di#erentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres "i"os a otros, $asta que "uel"en, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire. En el ecosistema la materia se recicla 'en un ciclo cerrado' y la energía pasa Y Huye' generando organiación en el sistema.
8(e trata de sistemas abiertos, dinámicos y comple-os+ 6biertos+ los ecosistemas se trans#orman debido a #actores externos y nue"os, :inámicos+ los ecosistemas e"olucionan sin la inHuencia de #actores externos,
*omple-os+ en los ecosistemas act;an de di"ersas #ormas todos los mecanismos y estrategias de la ecología.
3././ Kmpacto ambiental por el desarrollo $umano El impacto ambiental es el e#ecto que produce la acti"idad $umana sobre el medio ambiente. El concepto puede extenderse a los e#ectos de un #enómeno natural catastrófco. )!cnicamente, es la alteración de la línea de base ambiental. 8La ecología es la ciencia que se encarga de medir este impacto y tratar de minimiarlo. Las acciones de las personas sobre el medio ambiente siempre pro"ocarán e#ectos colaterales sobre !ste. La preocupación por los impactos ambientales abarca "arios tipos de acciones, como la contaminación de los mares con petróleo, los desec$os de la energía radioacti"a, la contaminación ac;stica, la emisión de gases noci"os, o la p!rdida de superfcie de $ábitats naturales, entre otros.
La e"aluación de impacto ambiental 2EK64 es un procedimiento por el que se identifcan y e"al;an los e#ectos de ciertos proyectos sobre el medio #ísico y social. La :eclaración de Kmpacto 6mbiental 2:K64 es el documento ofcial que emite el órgano ambiental al fnal del procedimiento de EK6, que resume los principales puntos del mismo y concede o deniega la aprobación del proyecto desde el punto de "ista ambiental. La identifcación y mitigación de impactos ambientales es el principal ob-eti"o del procedimiento de E"aluación de Kmpacto 6mbiental. La aplicación de acciones de mitigación, siguiendo la denominada I-erarquía de mitigaciónI, pretende contrarrestar los e#ectos negati"os de los proyectos sobre el medio ambiente.
83.0 E"olución 3.0.1 rigen de la "ida
Es probable que el cosmos, integrado por todo aquello que pertenece a la realidad, tu"iera su origen $ace unos 1, a %, millones de aos. La región específca del cosmos en la que se encuentra nuestro planeta es el uni"erso denominado "ía láctea. 5or uni"erso se entiende un con-unto #ormado por millones de estrellas, aunque el "ulgo suele aplicar este nombre al cosmos entero. El sol es una estrella de medianas dimensiones situada aproximadamente a dos terceras partes de la distancia entre el centro y la peri#eria de la Nía láctea. El sol y sus sat!lites planetarios constituyen el sistema solar. La teoría más aceptada sobre el origen del cosmos establece que !ste surgió $ace muc$os millones de aos como resultado de una descomunal explosión de materia densamente condensada+ teoría del big bang o de la gran explosión. Los "estigios de esa antiquísima explosión se $an estudiado mediante poderosos telescopios que $oy día captan la lu emitida $ace millones de aos por estrellas muy le-anas.
3.0.% E"olución rgánica En su sentido más general, el t!rmino ENLG*KQ9 se refere a los cambios que ocurren a tra"!s del tiempo, por lo que puede prácticamente ser aplicado a cualquier cosa que no permaneca igual a tra"!s del tiempo, desde el mismo uni"erso $asta la cultura.
3.0.3 )eorías de la e"olución 8L6C6&*UK(C+ suponía que los seres "i"os están animados por una #uera innata con la cual luc$an #rente al antagonismo del ambiente. 6ceptaba tambi!n que las adaptaciones a ese ambiente, una "e f-adas, se propagaban a las generaciones sucesi"as, o sea que los caracteres adquiridos se $eredan. 6l desarrollar el concepto de que aparecen nue"os órganos como respuesta a las necesidades de la luc$a con el medio, dedu-o que su tamao e importancia se relacionaba con la ley del Iuso y la #alta de usoI, lo cual tambi!n se $ereda en el curso de las generaciones.
8:6&TK9'T6LL6*E+ )eoría de la selección natural de las especies.
86LFF&E: &G((EL T6LL6*E+ estudió, tambi!n al igual que :arPin, pero !l el continente 6siático. Este comento su $allago con :arPin y llegaron a las mismas conclusiones. Nio que todos los seres "i"os creces o se desarrollan de manera geom!trica.
8:6&TK9+ :arPin obser"ó la Hora y la #auna del continente sudamericano y las islas galápagos+ El potencial reproductor de los seres "i"os es alto crecen de #orma geom!trica. Los indi"iduos descendientes de una pare-a son todos distintos. En la naturalea $ay escase de recursos, es decir, de alimentos, espacio para reproducirse, etc. 5or tanto se "a a establecer una luc$a entre todos los indi"iduos de esa especie por esos recursos, con lo cual los me-or dotados "as a sobre"i"ir, y los menos dotados no. Esto lo llamó (elección 9atural. Estos indi"iduos que sobre"i"en pasan sus características a sus descendientes. :ecía que los caracteres adquiridos se $eredan.
89eodarPinismo+ )eoría sint!tica. 5ierde el nombre de darPinismo porque pretende lle"ar al día los postulados de :arPin. 6l perder ese nombre llegaron a una conclusión, los que e"olucionaban no son los indi"iduos aislados, sino poblaciones enteras. En segundo lugar, los cambios que se producen en las poblaciones y a la aparición de nue"os caracteres se deben a dos cosas mutaciones y recombinaciones gen!ticas.
8Cutaciones, son cambios que se producen de #orma espontánea y su #recuencia es de 1x 1 '0. 6 priori, se puede considerar que una mutación es per-udicial. 8&ecombinaciones en!ticas, son combinaciones entre los genes del padre y de la madre en el momento de #ormarse los gametos. Las mutaciones -unto con las recombinaciones gen!ticas $ace que los indi"iduos sean todos distintos.
El enotipo 2no se "e4 es un con-unto de genes que tiene un indi"iduo, que es el que se transmite a sus descendientes. El genotipo y la inHuencia del ambiente es el #enotipo. 2(e "e4.
89EG)&6LK()6+ O La propuso un -apon!s, Uimura, lo que sostiene es que las mutaciones no son ni per-udiciales ni bene#íciales, y que la selección de los indi"iduos se lle"a a cabo al aar. O Gna mutación, iguales seleccionada al aar, el mecanismo que realia estos cambios se llama deri"a gen!tica, totalmente aleatoria de ciertas "ariaciones gen!ticas.
8(6L)6*K9K()6 2L:(*
8Estasis (altacional radual. Los seres que no cambian y que toda"ía $oy existen se les llama #ósiles "i"ientes, y están en periodos de estasis.
:EL E9 EZ()6+ O (upone que no e"olucionaron ni los indi"iduos ni las poblaciones, ni las especies, sino que e"olucionan los genes, produci!ndose una competición entre los genes alelos 2son aquellos que le"an di#erente in#ormación para el mismo carácter, se "an a encontrar en el mismo cromosoma y en la misma posición L*G(4 y no entre indi"iduos, solo los genes existen como unidades indi"iduales permanentes a lo largo de la e"olución y los seres "i"os serian simplemente estrategia de super"i"encia de los genes.
