UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS CARRERA DE TECNOLOGÍA MÉDICA ÁREA DE TERAPIA DEL LENGUAJE LENGUAJE BIOFÍSICA 1º SEMESTRE TEMA: GENERALIDADES. TEMA: GENERALIDADES. LA BIOFISIA Y LOS SERES VIVOS INTEGRANTES: - AQUINO JACQUELINE - LOYA DORIS - NINASUNTA JIMENA 2012-2012 DR. VÍCTOR HUGO ROJAS 22-03-2012
GENERALIDADES LA BIOFÍSICA Y LOS SERES VIVOS
1. GENERALIDADES. LA BIOFÍSICA Y LOS SERES VIVOS. Según la leyenda de la mitología griega, manifiesta que el fuego era relacionado con la vida, cuando Prometeo dio vida al primer hombre hecho de barro fue condenado a sufrir suplicio eterno, encadenado a un peñón del Cáucaso por haber robado el fuego sagrado de los dioses Como se comprende la leyenda griega, relacionaba el fuego con la vida.
En el siglo XVIII Lavoisier, demostró que uno de los componentes del aire, conocido como oxigeno (O2), es imprescindible tanto para el mantenimiento de la llama como para la vida de los animales. Empezando con un átomo, seguido de una molécula y luego con un aminoácido, terminamos con las proteínas, observamos que en cada una de estas unidades se cumple a cabalidad un comportamiento físico-químico de complejidad creciente. Hay otras macromoléculas que al unirse pueden constituir un sistema físico-químico con la propiedad de reproducirse. 1.1 Concepto de la biofísica La Biofísica es una ciencia interdisciplinaria por lo cual es muy difícil determinar su campo de acción. La biofísica es una rama de la Biología que estudia los principios físicos subyacentes de todos los procesos de los sistemas vivientes. Con el objetivo de explicar los procesos fundamentales de la vida en base a leyes físicas. Por lo tanto la biofísica como ciencia establece que todos los fenómenos observados en la naturaleza tienen una explicación científica predecible. 1.2 Concepto de los seres vivos. Un ser vivo es un sistema material que se encuentra en constante intercambio de sustancias con el medio que lo rodea, que asimila y que se reproduce. Esta definición emplea dos palabras “asimilar” y “reproducir”, a las que a su vez se
definen en términos fisicoquímicos:
Asimilar.- Quiere decir tomar sustancias diferentes y transformarlas en sustancias análogas a las que componen el sistema. Reproducir.- Es generar nuevos sistemas dotados de las mismas propiedades.
Por lo tanto un ser vivo es un sistema material que contiene proteínas y ácidos nucleicos en condiciones de replicarse. La presencia de estas dos sustancias son necesarias para el especial comportamiento de los seres vivos. 2. PROPIEDADES O CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS Los seres vivos cumplen con las siguientes propiedades:
VITALISMO.- Mucho antes de conocerse los ácidos nucleicos y la composición de los virus, algunos científicos sostenían que los seres vivos pueden comportarse, por lo menos en algunos aspectos, con independencia de las leyes que se cumplen en los seres denominados clásicamente INERTES. La doctrina que sostiene esta posición recibió el nombre de VITALISMO DEFINICION DE “SER VIVO”.-
Los estudios anteriores de Hooke (1635-1703) y Leeuwenhoek (1632-1723), ignorantes de la existencia de seres microscópicos hacían una clara distinción entre los seres vivos y los seres inertes. Pero el conocimiento de las etapas intermedias, en particular de los seres vivos crea una serie de dificultades si se pretenden formar dos grupos de diferentes seres. En efecto las diferencias observadas son las consecuencias del grado de complejidad, y que a estructuras más elaboradas corresponden funciones más diversas, complicadas y versátiles.
Características de los seres vivos: 1) Poseen un código genético que es un conjunto de normas por las que la información codificada en el material genético (secuencias de ADN o ARN) se traduce en proteínas (secuencias de aminoácidos) en las células vivas. El código genético dirige la formación de las proteínas y que le da al ser vivo la denominada “INVARIANCIA REPRODUCTIVA” del ser vivo.
Invariancia reproductiva.- Es la capacidad de reproducir una estructura con un alto grado de orden, es decir, de información.La reproducción en cada generación celular del texto escrito bajo la forma de secuencia de nucleótidos en el ADN, asegura la invariancia de la especie. Realizan las adaptaciones funcionales que presentan los seres vivos, así como todos los dispositivos configurados por ellas, cumplen proyectos particulares que se pueden considerar como aspectos de un objetivo primitivo único: la conservación y multiplicación de la especie. A esto se lo llama TELEONOMÍA 2) Pueden realizar la síntesis de algunas sustancias en particular de las micro moléculas, es la denominada “MORFO -GENESIS AUTONOMA”
MORFO-GÉNESIS AUTÓNOMA.- Es la estructura de todo ser vivo. Se debe solo a interacciones morfo genéticas internas al ser mismo. Esta estructura define un determinismo autónomo, preciso y riguroso que implica una "libertad" casi total respecto a los agentes o condiciones externas, capaces de trastornar ese desarrollo pero no de dirigirlo o de imponer al organismo viviente una nueva organización. 3) Son capaces de TRASPORTAR substancias dentro de si mismo o intercambiándolas con el medio externo. 4) Disponen de un conjunto de mecanismos de relación y regulación llamada HOMEOSTASIS que es un conjunto de fenómenos de autorregulación que intentan mantener equilibradas las composiciones y las propiedades del organismo. Ej.: Por ejemplo si se bebe mucha agua, habrá más agua en el cuerpo y eso disminuirá la concentración de iones. Entonces para mantener la homeostasis los riñones expulsan más agua para restablecer el equilibrio y la cantidad de orina aumenta. 3.
LOS SERES VIVOS COMO SISTEMAS MATERIALES
La posición que se adopte desde el punto de vista fisiológico, sobre los principios generales que rigen las funciones y el comportamiento de los seres vivos puesto que tienen masa y están limitados por superficies, constituyen sistemas de esa clase, y como tales obedecen en todo lo que hasta ahora se conoce a las mismas leyes fisicoquímicas propias de los seres considerados clásicamente como inertes. Los seres vivos más complejos presentan una diversidad de funciones tan grande en comparación con los procesos que ocurren en los inertes. Entre las macromoléculas incluyen la estructura de las proteínas que le otorga propiedades enzimáticas, funciones inmunológicas y facultades tales como la de producir movimientos y determinar la forma del organismo en cuya composición participan. En cuanto a los ácido nucleicos, sólo diremos que constituyen cadenas portadoras de agrupaciones atómicas determinadas, distribuidas de acuerdo con orden específico y que posee dos propiedades fundamentales: 1. Puede replicarse es decir generar nuevas cadenas con la misma secuencia de esa agrupación atómica. 2. Determina, en virtud de la secuencia mencionada, el orden en que se unen los aminoácidos para constituir una cadena proteica. Los virus en su expresión más simple son la reunión de ácidos nucleicos y moléculas proteicas, ya que no son capaces de reproducirse por si solos y necesitan para ello la participación de otros términos superiores de la escala (bacteria o células nucleadas); por lo tanto, NO son considerados seres vivos.
4. OBJETIVO DE LA BIOFÍSICA El objetivo de la biofísica es el estudio de los aspectos físicos de los fenómenos biológicos. Es decir que es el estudio de la producción de calor y de potenciales eléctricos por el organismo, la fuerza y el trabajo muscular, la óptica geométrica del ojo etc. Por ejemplo depende de la trasmisión de un impulso nervioso a lo largo de una fibra motriz, hasta la producción del trabajo muscular, conocemos actualmente la existencia de muchos pasos que incluyen movimiento de iones, desprendimiento de calor, liberación de otras sustancias, consumo de otras y procesos de la estructura submicroscópica. 5. MÉTODO DE LA BIOFÍSICA El método es la observación de los fenómenos biológicos y la experimentación. Quizá lo que mejor diferencia la biofísica de las otras disciplinas bilógicas, es tener aspectos comunes con la matemática y la física por una parte y con la biología clásica moderna por otra. La Biofísica como toda ciencia natural esta basada en la observación de los procesos y en la experimentación, que conlleva a la investigación lo cual permite adquirir mayores conocimientos que permita entender lo suficiente el fenómeno para con ello anunciar los resultados de cualquier nueva experiencia. 5.1 Elementos De Una Investigación Experimental Para poder entender los elementos de investigación experimental debemos saber ¿Qué es un sistema?; Sistema.- Es un conjunto de partes que interactúan pudiendo ser consideradas como una unidad. En general, un sistema es una cantidad de materia incluida entre límites reales o imaginarios. Un sistema puede estar sometido a estímulos y de ahí la pregunta que nos hacemos: ¿Qué es un estimulo? Un estimulo es una reacción o una variación o cambio en los alrededores del sistema. 6. TEORÍA DE LOS SISTEMAS Los experimentos con los sistemas biológicos dan paso los principios de la teoría de los sistemas, si hablamos de el sistema decimos que en efecto el sistema está formado por el músculo, sus uniones en el extremo superior y en el extremo inferior y un estímulo eléctrico.
Ej.: Colocamos un electrodo en el músculo y un dispositivo parar registrar la respuesta del músculo al estimulo, el mismo que nos indicara claramente el comportamiento del músculo. 7. INSTRUMENTACIÓN FÍSICA La naturaleza de la instrumentación física es la observación de un estímulo o de una respuesta en donde se utiliza mecanismos tales como la fuerza mecánica, carga eléctrica, incremento de calor, etc. En general estos parámetros se observan de manera cuantitativa de una escala determinada, tomemos en cuenta que no solo de ser cuantitativa, sino que también debe ser ampliada, hechas más precisas y convenientes permitiendo así denominar INSTRUMENTOS a los artificios empleados para lograr este objetivo. Los sistemas biofísicos deben ser estudiados mediante los instrumentos físicos por lo que es necesario que se conozca bien cuales son las respuestas características del instrumento que se utilicé para la observación del estímulo. 8. ESCALAS INSTRUMENTALES Cada escala tiene un punto cero (0) de referencia, la escala también tiene un rango que es la diferencia entre las señales máxima y mínima que indica la escala. El fragmento de escala puede leerse por unidad de señal, es la sensibilidad. 9. EXACTITUD DE LOS INSTRUMENTOS La exactitud de los instrumentos siempre se encuentra limitada de tal manera que las limitaciones pueden estar en la precisión con que se puede observar la posición del índice. La posición difícilmente podrá ser determinada con mayor exactitud y su límite de fracción es de 1mm. Esto hace que reduzca la exactitud de un instrumento es el hecho de que la calibración o el cero de un instrumento puede desplazarse con el tiempo.
10. ESTADÍSTICA DE LA INSTRUMENTACIÓN. Las estadísticas son todas las lecturas que se las trata luego con un método estadístico para obtener una cifra media que aumente la precisión en relación a una sola observación. El objeto de la estadística es fijar el valor más probable de esta magnitud y hallar el lugar del error probable.
ANEXOS
ESTRUCTURA DEL ADN (ácido desoxi-ribonucleico) A= Adenina - C = Citosina G=Guanina - T=Timina Azúcar: Grupo Fosfato
ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
ESTRUCTURA DE LA CELULA ANIMAL
Grados de complejidad de la molécula de hidrogeno
TEORÍA DE LOS SISTEMAS Imagen de una reacción de un estimulo en el musculo estriado.
Bibliografía
Frumento, Antonio. S. Elementos de Biofísica. Buenos Aires- Argentina 1979. Editorial Inter-médica. Frumento, Antonio. S. Biofísica. Buenos Aires- Argentina 1979. Editorial Inter-médica. Coreijido, M.: “Qué es la biofísica”. Ciencia Nueva, año III Nº 14, pág. 27, 1972. Dowben, R. M.: General physiology, a molecular approach. Chapter I, Introduction, Harper and Row Publishers, New York, 1969. Fraenkel-Conrat, H.: “Rebuilding a virus”. Scientific American, Nº6, junio, 1956. Hill, A. V.: “Por qué biofísica”. Ciencia e Investigación, 13: 255, 1957. Rostand, J.: La vid y sus problemas. Librería Hachette, Buenos Aires, 1939 http://www.biocab.org/Biofisica.html http://blog.ciencianueva.com/2011/07/%C2%BFque-es-la-biofisica/ http://www.Mitecnologico.com/lb/Main/biofísica
