Organización de la Materia Viva: Niveles y Características de Organismos y Materia, Diapositivas de Biología

¡Descarga Organización de la Materia Viva: Niveles y Características de Organismos y Materia y más Diapositivas en PDF de Biología solo en Docsity! DNA e RAEE] Y Y INGENIERIA AMBIENTAL CURSO: BIOLOGIA GENERAL DAT . M.Sc. Natalia López Álvarez . nlopezucsm.edu.pe BIOLOGÍA GENERAL Clase ll, Día 15 de Abril 2020. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS Organización Biológica de la materia Ñ» POR UNA SERIE DE SUBUNIDADES QUE LE PERMITEN UN ORDENAMIENTO QUE VA DE LO = LA SUMA DE SUBUNIDADES HACE QUE LA MATERIA ADQUIERA DESDE EL PUNTO DE VISTA BIOLÓGICO SE CLASIFICA COMO Y " SE APLICA A LA MATERIA QUE NUNCA HA REALIZADO FUNCIONES VITALES, ES DECIR, LA MATERIA NO VIVA. = EJEMPLO: PLÁSTICO, MINERALES, ROCAS. " CON ESTE TÉRMINO NOS REFERIMOS A LA MATERIA VIVA QUE HA DEJADO DE REALIZAR SUS FUNCIONES VITALES. = EJEMPLO: MADERA, CADÁVERES DE ANIMALES. SE DIVIDE EN DOS GRUPOS | a ] INN SUS NIVELES DE ORGANIZACIÓN SON LOS SIGUIENTES Y COMUNIDAD | AGRUPADOS FORMAN ho] SI AGRUPAMOS FORMAN ECOSISTEMA BIOSFERA ORGANISMOS MI e | ORGANISMOS | qu LOS IDENTIFICAMOS POR SUS ¿DEBIDO A SUS | | + ENTRIJELLAS METABOLISMO | AUTOPERPETUACIÓN | SON SON LAS QUE - ¿ | PERMITEN LA SUPER- REACCIONES QUÍMICAS ¿ | VIVENCIA DE LOS OR- QUE HACEN POSIBLE LA GANISMOS, COMO IN- VIDA ¿ | DIVIDUOS Y COMO ¿ | ESPECIE ESTAS PRODUCEN PARA LA NUEVOS MATERIALES Y | ATRAVES DELA ENERGÍA . BIOLÓ- GICAMENTE ÚTIL REPRODUCCIÓN, REGULACIÓN, ADAPTACIÓN, ETC. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SERES VIVO almacenada en las moléculas de glucosa Síntesis de Pa léculas y de la vida estructu «Homooass NA + Crecimiento y desa alo + Reproducción Eme ile 1tro y fuera de las células + Movimiento del cuerpo EVOLUCIÓN DEL METABOLISMO Las bacterias que crecen en una solución salina que contenga un único tipo de fuente de carbono, como por ejemplo la glucosa, deben realizar un elevado número de reacciones química. De la glucosa deben obtener la energía para los procesos vitales. Las reacciones están catalizadas por enzimas EVOLUCIÓN DEL METABOLISMO Las vías metabólicas más antiguas debieron ser anaeróbicas, ya que no existía oxigeno libre en la atmósfera de la tierra primitiva. La creación y utilización de la energía metabólica es primordial y los principales procesos se han conservado intactos en las células actuales. EVOLUCIÓN DEL METABOLISMO Todas las células utilizan (ATP) adenosina 5”“- Trifosfato como fuente de energía. Para llevar a cabo la síntesis de los constituyentes celulares y actividades (movimiento). Los mecanismos 1. Glucólisis utilizados por las > 2 Fotosíntesis células para generar - A ATP han evolucionado 3. Metabolismo oxidativo EVOLUCIÓN DEL METABOLISMO: AJA La glucólisis se produce prácticamente en todas las células vivas e impulsa la formación de ATP. La glucólisis produce la roturo anaerobia de la glucosa en acido láctico, con la ganancia neta de energía de: 2 moléculas de >", S Todas las células actuales llevan a cabo la glucólisis. METABOLISMO OXIDATIVO La liberación de oxigeno, fue utilizada por los organismo en el transcurso de la evolución, Utilizando oxigeno los organismos YO, pueden oxidar de manera más Cs H1205 completa las moléculas que ingieren. z Energía En presencia de oxigeno, la AS glucosa puede ser degradada completamente a CO, y Agua. De esta manera se puede obtener mucha más energía por cada gramo de glucosa. DINNER UI AUTÓTROFOS Cuando aparecieron las primeras células primitivas, o estructuras semejantes a células, requirieron un aporte continuo de energía para mantenerse, crecer y reproducirse. Existe distintas estrategias energéticas como los organismos modernos satisfacen sus requerimientos energéticos y pueden ser: Heterótrofos Autótrofos HETERÓTROFOS Y AUTÓTROFOS Heterótrofos Autótrofos + Son organismos que . Se auto alimentan. dependen de fuentes . No requieren moléculas externas de moléculas orgánicas procedentes de orgánicas para obtener fuentes externas para obtener su energía y sus su energia. moléculas estructurales. + Son capaces de sintetizar sus propias moléculas orgánicas ricas en energía a partir de sustancias inorgánicas simples. * Son fotosintéticos. CLASES DE CÉLULAS Todas las células comparten dos características Membrana Material celular genético CLASES DE CÉLULAS Existen dos tipos distintos de células Células Células procariotas eucariotas CLASES DE CÉLULAS + Las células procariotas no poseen un núcleo celular delimitado por una membrana. + Los organismos procariontes son las células más simples que se conocen. + En este grupo se incluyen las algas azulverdosas y las bacterias. CÉLULAS EUCARIOTAS * Las células eucariotas poseen un núcleo celular delimitado por una membrana. + Estas células forman parte de los tejidos de organismos multicelulares como nosotros. * Poseen múltiples orgánulos * Célula animal y célula vegetal AAC ASNO AS En las células eucariotas se pueden distinguir las siguientes partes principales: Célula animal Célula vegetal Membrana celular . Pared celular. Citoplasma . Membrana celular . Núcleo . Citoplasma . Organelos Núcleo. Organelos. AAC ASNO AS Protozoario Paramecium caudatum Algas Volvox sp CÉLULAS PROCARIOTAS Filamento azul de cianobacterias (cenomanensis Palaeocolteronema) incluido en un bloque de ámbar que data desde 95 hasta 100 millones de años Las células procariotas actuales son notablemente semejantes a las células fosilizadas que se encuentran en rocas desde Australia hasta Sudáfrica y que datan de hace más de 3500 millones de años. Se piensa que las células procariotas fueron los únicos seres vivos sobre el planeta durante casi 2000 millones de años antes de la aparición de los primeros eucariontes. GP material nuclear. diferencias: > e Presentán ADN como material en el y gniótico. Can n membrana citoplasmática y SÉ Constitución lipoproteica UBarrera selectiva al intercambio pared celular; y diferencias: procariota Presente en la mayoría¡de las: terjer | células del citoplasma. telde Presente en las células de los OST; hongos y en las vegetales DOMINIOS DE LA VIDA Se usaron varios sistemas de clasificación para organizar y recuperar información acerca de las especies. La mayor parte de los sistemas se agrupan con base en sus características o rasgos observables. Tabla 11 Comparación de los tres dominios de la vida Bacteria Células únicas, procariontes (sin núcleo). Son el linaje más antiguo. Archaea Células únicas, procariotes. Evolutivamente están más emparentados a los eucariontes. Eukarya Células eucariontes (con núcleos). Especies unicelulares y multicelulares categorizadas como protistas, plantas, hongos y animales. En Biología, reino es cada una de las grandes subdivisiones en que se consideran distribuidos los seres naturales, por razón de sus caracteres comunes. La primera organización en Reinos se debe a Aristóteles, que diferencia todas las entidades de la naturaleza en los conocidos reinos animal, vegetal y mineral. En la actualidad, casi todas las clasificaciones dejan a un lado a los minerales, lo que, en lugar de simplificar la taxonomía de los entes naturales, lo único que consigue es dejar a los virus en tierra de nadie, pues no pueden considerarse estrictamente un ser vivo, Por tanto, la primera subdivisión de los entes de la naturaleza debe distinguir entre seres vivos, virus y minerales. En BIOLOGÍA, la clasificación en reinos se limita a los seres vivos. Una comparación de los sistemas de clasificación en reinos biológicos más notables: Whittaker (1969) Woese (1977) Woese (1990) eos! SS) Cinco reinos Seis reinos Tres dominios Tres reinos Eubacteria Bacteria Monera Archaebacteria Archaea Eukarya Animalia Animalia Animalia Se han establecido numerosos niveles de clasificación denominados taxones. El nivel de Reino era hasta hace poco el nivel superior de la clasificación biológica. En las clasificaciones modernas el nivel superior es el Dominio. Cada uno de los Dominios se subdivide en Reinos, los Reinos a su vez pueden organizarse en Subreinos, etc. Los niveles superiores de la clasificación biológica se muestran a continuación 2 ARBOL FILOGENETCO Chromista — Algae Alveolata y | Plantae Khizaria Y Po] Amoebozoa UT LA MATERIA VIVA AS IS / Los átomos se enlazan :Los Y átomos de muchos elementos interactúan adquiriendo, compartiendo y cediendo electrones. Los enlaces ¡ónicos- covalentes y los puentes de hidrógeno son las principales formas de interacción entre los átomos de las biomoléculas. Va es una red cristalina cúbica » , formada por muchos ¡ones “ sodio y cloruro. o) lon sodio 11p+, 10e- lon cloruro 17p+, 18e- Figura 2.7 Enlaces iónicos. La atracción de cargas opuestas os tipos de iones, formando así la red cristalina ANA AAN ELEMENTOS Los elementos son sustancias que no se pueden dividir en sustancias mas simples por medio de reacciones quimicas ordinarias. Cada elemen - to tiene un símbolo químico MA MEA. ss m1 e Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg TI Pb Bi Po At Rn K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Fr Ra Lr Rf Db Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Vuo sg La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb E x Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Figura 2.3 Tabla periódica de los elementos y el científico que la ideó, Dmitry Mendeleev. Hasta que propuso la tabla, Mendeleev, era conocido principalmente por su cabello extravagante, ya que sólo lo cortaba una vez al año. ELEMENTOS FDe los 118 elementos que hay en la naturaleza, y en los materiales necesarios para las actividades químicas de la vida, 19 de ellos son materiales traza, es decir, se encuentran en pequeñas cantidades: Ca, Co, Cr, Na, K, Mg, Mo, Fe, F, Zn, Si, B, Cl, Mn, Cu, l, Se, Sn, V. a , más el agua, que es el compuesto inorgánico más importante. FEstos seis elementos al unirse forman las , también llamadas macromoléculas o “moléculas de la vida”. MOLÉCULAS INORGÁNICAS Las moléculas inorgánicas son fundamentales para los seres vivos, las más importantes son: agua y algunas sales minerales. Elo2uo 0) es el compuesto inorgánico más importante para los seres vivos. Constituye del 60 al 95% de los organismos y es indispensable para las funciones vitales de la célula. MOLÉCULAS INORGÁNICAS El volumen de agua en la Tierra es aprox. De 1500 millones de km?, de los cuales 97% es salada y 3% dulce. Propiedades e importancia del agua: Tensión superficial elevada Capacidad o actividad térmica elevada Solvente casi universal Necesaria en muchas reacciones químicas Lubricante NO proporciona energía MOLÉCULAS INORGÁNICAS Las sales inorgánicas insolubles en estado sólido, forman estructuras sólidas que cumplen funciones de protección y sostén, como caparazones o esqueletos internos de algunos invertebrados marinos, huesos o dientes de vertebrados, paredes celulares o asociadas a moléculas como la hemoglobina. Ejemplos: PO,, HCO;, y SO, Los electrolitos o ¡ones son minerales con carga eléctrica que cumplen funciones vitales; algunos de éstos son: el Na*, K*, Cl”, Ca**, Mg**, Cu**, Zn**, etcétera. El agua: La vida se apoya en su comportamiento anormal El agua, una molécula simple y extraña, puede ser considerada como el líquido de la vida. Es la sustancia más abundante en la biosfera, dónde la encontramos en sus tres estados y es además el componente mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65 y el 95% del peso de la mayor parte de las formas vivas es agua. El agua fue además el soporte donde surgió la vida. Molécula con un extraño comportamiento que la convierten en una sustancia diferente a la mayoría de los líquidos, posee una manifiesta reaccionabilidad y posee unas extraordinarias propiedades físicas y químicas que van a ser responsables de su importancia biológica. Durante la evolución de la vida, los organismos se han adaptado al ambiente acuoso y han desarrollado sistemas que les permiten aprovechar las inusitadas propiedades del agua. Propiedades fisicoquímicas Acción disolvente Elevada fuerza de cohesión Elevada fuerza de adhesión Gran calor específico Elevado calor de vaporización E Puente de hidrógeno Estructura del agua La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dos enlaces covalentes. La disposición tetraédrica de los orbitales sp3 del oxígeno determina un ángulo entre los enlaces H-O-H aproximadamente de 104'5:, además el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace. zonas *, parcialmente *, positivas , zonas de electrones no compartidos El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones ), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa , mientras que los núcleos de hidrógeno quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva. Por eso en la práctica la molécula de agua se comporta como un dipolo DIPOLO puentes de H CONSTITUYENTES INORGÁNICOS Y NANA MAT Una célula viva compuesta por un restringido conjunto de elementos, cuatro de los cuales (C,H,N y O) constituyen aproximadamente el 99% de su peso. Membrana Citoplasma celular La substancia más abundante de la célula viva es el agua. Constituye el 70% del peso de las células. Orgánulos 4 Las cuatro principales familias de moléculas en las células Subunidades Polímeros Azúcares > Polisacáridos Ácidos grasos [——— rasasiLípidos/Membranas Aminoácidos AAA > Proteínas Nucleótidos MA Acidos nucleicos GLUTAMINO SINTETASA CARACTERÍSTICAS DE LOS AMINOÁCIDOS FE hidrógeno radical A. C- CCOO E carboxilo Los aminoácidos se caracterizan l por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un HH amino grupo amino (-NH2). Presenta un grupo variable denominado radical R o cadena lateral. Según éste se distinguen 20 tipos de aminoácidos. ANAIS 1.-Grupo R apolares, son hidrofóbicos, tienden a agruparse al interior de la molécula. 2. Grupo R aromáticos, presenta grupos aromáticos (benceno, Fenólico) 3. Grupo R polares sin carga, presentan grupos hidroxilo. 4.- Grupos R cargados positivos ( Básicos), hidrofilicos tienden a estar en la superficie de la proteína. CH3 HG-OH _COOH H¿HúG-H A=partic Acid CH CH H¿C CH CH H¿C CHx 2 En? y <H H EH CH _COOH H¿HúG-H Gltamic Acid Arginine 2HÉÓ, _CHa CH CH ÓH Histidine GRUPO POLARES SIN CARGA COO0H COOH COO0H H¿HóG-H H¿H5G-H H¿HóG-H HC-OH : CH CH3 nen O HH ! Threonine —Cysteine Asparagine Glutamine Serine GRUPO POLARES CARGADOS POSITIVOS Lysine Arginine Histidine GRUPO CARGADOS NEGATIVAMENTE (ÁCIDOS) As=spartic Gluitamic Acid Acid LOS AMINOÁCIDOS SE PUEDEN UNIR POR ENLACES PEPTÍDICOS + y | a 3 as Dos aminoácidos Eliminación de una molécula de agua ES A peptídico ... Formación del Te enlace CO-NH Extremo amino Extremo carboxilo ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS =La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: =estructura primaria, =estructura secundaria, =estructura terciaria y =estructura cuaternaria. =Cada una de estas estructuras informa de la disposición de la anterior en el espacio. NIVELES ESTRUCTURALES DE PROTEINAS primaria secundaria terciaria O” i E 18 e cuaternaria*.- ESTRUCTURA SECUNDARIA La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aas., a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, Existen dos tipos de estructura secundaria: 1.la a (alfa)-hélice y 2. la conformación beta Si dl - hélice B - laminar R ó o H o NS AT MESS un NH 1 NÚN Pana q 0 + I 1 R | a ¿ | R H 1 Ó R HA 1 2E 1 16,1 SN Co NN e Z c e pe AY R SR R En esta disposición los aas. no forman una Se forma al enrollarse helicoidalmente . hélice , sobre sí misma la estructura primaria. sino una cadena en forma de zigzag, Se debe a la formación denominada disposición en lámina plegada. de enlaces de hidrógeno entre el Presentan esta estructura secundaria -C=0 de un aminoácido y la queratina de la seda. el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue. Giro- Hélice-Giro Hélice-Girc Hélice Lámina P O A i ba ESTRUCTURA CUATERNARIA Esta estructura informa de la unión , mediante enlaces débiles ( no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico . Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero. $ Estructura cuaternarla El número de protómeros varía desde dos como en la hexoquinasa, cuatro como en la hemoglobina, o muchos como la cápsida del virus de la poliomielitis, que consta de 60 unidades proteícas. HEMOGLOBINA DESNATURALIZACIÓN. «Consiste en la pérdida de la estructura terciaria, por romperse los puentes que forman dicha estructura. * Todas las proteínas desnaturalizadas tienen la misma conformación, muy abierta y con una interacción máxima con el disolvente, por lo que una proteína soluble en agua cuando se desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita. -La desnaturalización se puede producir por cambios de temperatura, ( huevo cocido o frito ), variaciones del pH. + En algunos casos, si las condiciones se restablecen, una proteína desnaturalizada puede volver a su anterior plegamiento o conformación, proceso que se denomina renaturalización. HOLOPROTEÍNAS Globulares =Prolaminas: Zea (maiza), gliadina (trigo), hordeína (cebada) «Gluteninas:Glutenina (trigo), orizanina (arroz). =Albúminas: Seroalbúmina (sangre), ovoalbúmina (huevo), lactoalbúmina (leche) Hormonas: Znsulina, hormona del crecimiento, prolactina, tirotropina Enzimas: Hidrolasas, Oxidasas, Lígasas, Liasas, Transferasas... etc. Fibrosas »Colágenos: en tejidos conjuntivos, cartilaginosos »Queratinas: En formaciones epidérmicas: pelos, uñas, plumas, cuernos. nElastinas: En tendones y vasos sanguineos »Fibroínas: En hilos de seda, (arañas, insectos) HETEROPROTEÍNAS Glucoproteínas »Ribonucleasa =Mucoproteínas Anticuerpos =Hormona luteinizante Lipoproteinas =De alta, baja y muy baja densidad, que transportan lípidos en la sangre. Nucleoproteinas =Nucleosomas de la cromatina »Ribosomas Cromoproteinas Hemoglobina, hemocianina, mioglobina, que transportan oxigeno «Citocromos, que transportan electrones