Tema 2 La vida, su origen, base estructural 1-. Uniformidad química y funcional de los seres vivos. 2-. Origen de la vida. 3-. Proceso de la endosimbiosis. 4-. Definición y tipos de células. Teoría celular. 5-. Célula procariota. 6-. Célula procariota y sus tipos. 7-. Formas acelulares: virus. 8-. Organización pluricelular. 9-. La vida y su división en reinos. UNIFORMIDAD QUIMICA Y FUNCIONAL DE LOS SERES VIVOS. ¿Qué es la vida? La vida es una propiedad que adquiere la materia cuando el grado de complejidad de dicha materia le permite formar estructuras capaces de desarrollar funciones vitales. Los seres vivos presentan la misma base química. Esta uniformidad química ha dado pie a pensar que todos venimos de un origen común y que por evolución, esta materia viva ha dado lugar a una gran diversidad de formas. Los seres vivos también tienen una uniformidad estructural, y es que todos los seres vivos estamos formados por células. Sin células no hay vida. La evolución principal es la formación de la primera célula. Debido a la uniformidad química y estructural, los seres vivos son capaces de realizar las siguientes funciones: Función de nutrición: Son capaces de intercambiar materia y energía con su entorno para fabricar su propia materia y energía para crecer. Renovarse, repararse, (mantenimiento). La nutrición a nivel celular se lleva a cabo mediante un metabolismo, que es, el conjunto de reacciones químicas que se dan dentro de una célula. Función de relación: Los seres vivos son capaces de recibir información en forma de estímulo y de dar respuestas. Esta función permite la autoconservación y el movimiento, también tiene función de excitabilidad. Función de reproducción: los seres vivos son capaces de transmitir la vida conservando el ADN “mensaje genético”. De esta formase mantienen y perpetúan las especies.

Los seres vivos son capaces de adaptarse. La adaptación es una capacidad de los seres vivos que les permite resistir a los cambios que produce el medio, esta adaptación puede ser temporal, llamada aclimatación. Existe también la adaptación genética que son cambios permanentes que se producen en el ADN y permite que se transmita a la descendencia y han dado lugar a la mutación, dando lugar a la evolución de las especies. 2. ORIGEN DE LA VIDA Y SU EVOLUCIÓN La vida es una fase más del proceso evolutivo del universo. Desde el origen de la Tierra, la materia ha ido evolucionando hacia formas cada vez más complejas. Se dice que la materia viva es la materia más compleja del universo. El objetivo final es el ser humano. La vida surge en la Tierra a partir de la materia in orgánica hace unos 3.800 millones de años, debido a las condiciones reinantes en la Tierra. Algunas de esas condiciones son: La Tierra tenía mucho agua. La atmósfera primigenia, distinta de la actual, tenía N2 , CO2, CH4, vapor de agua, pero no había O2. Llegaban las radiaciones solares (ultravioletas), muy intensas (no había ozono) Al principio se produce una evolución abiótica. A partir de la materia inorgánica, surgen las primeras moléculas orgánicas sencillas. Surgieron en el mar, formándose el conocido “caldo primigenio”. A partir de las moléculas orgánicas sencillas se formaron moléculas orgánicas complejas (polimerización). Estas moléculas se organizan y ordenan, y surgen las protocélulas o coacervadas( son capaces de replicarse e intercambiar materia con el exterior). Aquí surgen los primeros procariotas, que eran anaerobios (no tenían oxígeno) y heterótrofos, también eran microscópicos 8 no hacían la fotosíntesis). Hubo tal cantidad de vida microscópica en el mar, que empezaron a gastar materia orgánica, por lo que se tuvieron que adaptar a esa falta de materia, y algunos comenzaron a realizar mecanismos de fotosíntesis. De estos, salen por evolución los procariotas autótrofos. Todo esto ocurre en el agua, pero es una hipótesis del origen de la vida que debemos a Oparin .Miller llevó a la practica se idea en el laboratorio y comprobó la hipótesis. Juan Oró también está comprobando esas ideas. Otra teoría de la evolución abiótica se llama panspermia: cayeron gran cantidad de meteoritos que venían cargados de materia orgánica, no se formó en el mar. Se habla de un origen extraterrestre. Actualmente se han analizado meteoritos y se han encontrado aminoácidos complejos.

3.– TEORIA DE LA ENDOSIMBIOSIS Origen de la célula eucariota Esta teoría quiere explicar cómo surgió en los mares primitivos la célula eucariota. Es una célula mucho mas compleja que la procariota Esta teoría fue propuesta por Lynn Margulis y dice que: se cree que el eucariota ancestral fue fruto de una evolución en la que se perdió la pared celular rígida creándose un procariota ameboide. Algunos crecieron demasiado e hicieron invaginaciones tragándose a otros procariotas mas pequeños. Esto provocó la creación del ADN, la cubierta de este, es decir, el núcleo eucariota y los orgánulos, como mitocondrias o cloroplastos. Hay hechos que apoyan esta teoría: las mitocondrias y los cloroplastos tienen su propio ADN característica en común con procariotas, tamaño propio de bacterias…. Otras bacterias, al ser fagocitadas, dieron lugar a flagelos y centríolos. Las células eucariotas por evolución consiguieron organizarse en el agua y dieron lugar a colonias, la asociación de células eucariotas. Con el paso del tiempo hace unos 700.000.000 de años dieron lugar a los seres pluricelulares en el mar. Estos seres eran muy complejos, tanto que son caracterizados por la presencia de tejidos. 4.– DEFINICION Y TIPOS DE CELULAS. TEORIA CELULAR La célula es la estructura viva más pequeña que existe. Se mide en micrómetros (µm). Sin un microscopio es imposible analizarla, estudiarlas y verlas. Del estudio de las células se encarga la citología. Teoría celular El estudio de la célula esta íntimamente unido al desarrollo de las lentes ópticas y a la evolución de los microscopios. - Siglo XV: Da Vinci ya empleó lentes para la observación de objetos pequeños. - Siglo XVII: Robert Hooke examinó laminas delgadas de corcho al microscopio y observó pequeñas cámaras ordenadas a las que llamó células. - Siglo XIX: se construían microscopios capaces de observar protozoarios, bacterias, espermatozoides, glóbulos, etc. - 1824: Dutrochet sugirió que todos los seres vivos parecían estar formados por células. - 1838: Schleiden dijo: todas las células son organismo siendo animales y vegetales agregados de estos organismos. - 1839: Schwann dijo: todos los organismos están compuestos por partes esencialmente iguales: las células. “la célula es la unidad fundamental que constituye a los seres vivos”. - 1858 Virchow dijo: toda célula procede siempre de otra anterior como

todo animal procede de otro y cada planta solamente de otra planta”. Estos autores han enunciado pues, las leyes de la “teoría celular” 1.– La célula es la unidad anatómica o estructural de los seres vivos. 2.– La célula es la unidad funcional o fisiologica de todos los organismos capaz de nutrirse, relacionarse y reproducirse. 3.– Toda célula procede de otra celula por división de la misma; es decir, las células son capaces de reproducirse. La célula es la unidad genética (herencia. Con esto se puede transmitir el ADN generación tras generación) La celula representa pues la mínima proporción de materia viva que puede vivir completamente aislada y que es capaz de reproducir en forma indefinida. Desde la bacteria hasta el hombre la maquinaria química es esencialmente la misma, tanto en su estructura como en su función. Analizada una célula según su estructura se puede comprobar que toda célula viva tiene; (semejanzas entre células) una membrana celar que la aísla, la identifica y la hace ser un ser independiente. Un citoplasma: es su medio interno. Es un medio acuoso. En el citoplasma de cualquier célula siempre vamos a encontrar ribosomas. ADN: es el material genético de la vida. No solo sirve para reproducirse, sino para mantener viva la célula. Según esta estructura podemos diferenciar dos grandes tipos de células. PROCARIOTAS y EUCARIOTAS. El ADN de una célula procariota está suelto en el citoplasma porque no hay núcleo, el de la eucariota está dentro del núcleo. PROCARIOTA. Es la unidad fundamental de los moneras, que engloban a todas las bacterias. Los procariotas tienen un diámetro de entre 1 y 10 µm. Tienen diversas formas: alargadas (bacilos), redonda (coco) des espiral (espirilos, espiroquetas). Los procariotas son seres unicelulares.

Las características más importantes son: Algunas tienen una cápsula. Tienen pared celular de glúcidos. Cilios (algunas bacterias tienen cilios y se llaman células filiares) Pili: intervienen en la reproducción Tienen membrana celular Un citoplasma con: * Mesosomas: invaginaciones de la membrana hacia adentro. * Ribosomas: dispersos por el citoplasma y son estructuras en las que la célula fabrica proteínas * ADN: disperso por el citoplasma. Es una fibra circular cerrada. EUCARIOTA Surge de la tierra por evolución de la procariota hace 1700.000.000 de años. Es la unida fundamental de 4 grandes reinos: -Protoctistas: unicelulares -Hongos: unicelulares y pluricelulares -Plantas: pluricelulares -Animales: pluricelulares Las celulas eucariotas, en general, llevan en su composición: -Una membrana celular -El citoplasma -El ADN en el núcleo. Hay dos tipos de eucariotas que se diferenciasn en eucariota animal y

eucariota vegetal LA EUCARIOTA ANIMAL: Tienen una membrana celular que es una doble capa de fosfolípidos, es flexible y permite el intercambio de sustancias con el entorno. La membrana celular identifican a una celula y permite la funcion de relación. Puede adquirir distintas formas. Si se rompe la membrana celular, la célula muere. Aisla a la celula pero sí se puede comunicar con el exterior.

Tiene citoplama es un medio acuoso. Se da el nombre de citosol a laparte liquida del citoplama y a la parte sólida se le da el nombre de orgánulos citoplasmáticos. Hay varios tipos de orgánulos citoplamáticos: -Organos no membranosos. -Organos membranosos. -Organos bimembranosos. 1.– Órganos membranosos: Los ribosomas; su importancia biológica es que son la fábrica de las proteínas.

Centrosomas: están formados por dos centríolos (tubos de proteínas) y son un orgánulo exclusivo de la célula eucariota animal. Este orgánulo lo utiliza la célula para fabricar orgánulos locomotores, pero también intervienen en la división de la célula animal fabricando el huso miótico (mitosis)

2.– Órganos membranosos. Están formados por una sola membrana y son: Retículo endoplasmático: es una asociación de membranas invaginadas, aplanadas y comunicadas entre ellas que surgen de la membrana ¿nuclear?. Es como una tubería membranosa. Se divide en: - Retículo endoplasmático rugoso: tiene por fuera de la membrana ribosomas pegados y son estructuras aplanadas. Su función es coger las proteínas que fabrican los ribosomas y llevarlos al exterior.

- Retículo endoplamático liso: es un retículo endoplamático sin ribosomas por fuera. Su membrana fabrica otras sustancias químicas a las que lleva fuera. Los productos que salen de los retículos endoplasmáticos van hacia el Aparato de Golgi. Aparato de Golgi: son una especie de sacos de membranas apiladas unos encima de otros. Su función es la de almacenar lo que fabrica el retículo endoplamático. Es una estructura de almacenamiento y en su

interior hay enzimas que arreglan lo que no esté bien formado. Fabrica unas vesículas que se encargan de distribuir todas las sustancias y a partir de ellas se forman otros orgánulos citoplasmáticos como los lisosomas y las vacuola.

Lisosomas: es un orgánulo membranoso que lleva en su interior enzimas digestivas. Su función biológica es la digestión celular y es también un orgánulo exclusivo de la eucariota animal. Vacuolas: son orgánulos de muy pequeño tamaño que en la eucariota animal son muy excasos o no existen. Son vesículas de almacenamiento. 3.– Orgánulos de almacenamiento. Mitocondria: tiene dos membranas, una externa y una interna que hace invaginaciones. Son muy numeroas en las células eucariotas y tienen forma oval. La membrana interna da lugar a unas estructura que llamamos crestas mitocondriales. El espacio interno se llama matriz mitocondrial. El estudio de las mitocondrias ha hecho que se acepte la teroría de la endosimbiosis porque en este orgánulo se han encontrado trozos de ADN y pequeños ribosomas. Se dice que son reliquias de antiguas bacterias que fueron comidas por otras más grandes. Su importancia biológica es que son fábricas de energía: en ella se fabrica energía biológica en forma de ATP a partir del combustible metabólico que es la glucosa. La reacción de “combustión” se hace con glucosa y oxigeno, por tanto al fabricar energía lo que hacen es la respiración celular.

Núcleo: es la parte que caracteriza a la célula eucariota por definición. La estructura del núcleo presenta una doble membrana, toda ella perforada para permitir la comunicación ente el interior del núcleo y el citoplasma. El interior del núcleo se llama nucleoplasma en el que se encuentra una estructura muy oscura y redondeada llamada nucleolo que es la fábrica de ribosomas. El núcleo controla y dirige la vida celular. El ADN se encuentra dentro del núcleo y cuando la célula esta en reposo se le da el nombre de cromatina ( son fibras lineales independientes que no se ven bien). Cuando la célula entra en división el ADN se hace visible y recibe el nombre de cromosoma. El ADN cuando se llama cromsoma se está duplicado y es visible. Las células humanas están caracterizadas por tener 46 cromosomas en su núcleo.

DIBUJO DE UNA CELULA EUCARIOTA ANIMAL COMPLETA

CELULA EUCARIOTA VEGETAL A diferencia de la animal esta célula tiene en su parte exterior y rodeando a la membrana biológica una pared celular cuya composición química es celulosa. Esta pared le da forma a la célula y generalmente son formas geométricas. Esa pared permite que no estalle la célula en un medio muy diluido (hipotónico). La pared celular tiene unas zonas llamadas de punteaduras por donde se comunican unas con otras. La celulosa impide el movimiento celular.

Otra gran diferencia con la eucariota animal es que la vegetal tiene grandes vacuolas. A veces son tan grandes que llegan a ocupar todo el interior de la célula, empujando el resto de orgánulos que se pegan a la membrana. Las vacuolas son tan grandes porque la célula vegetal es productora y en ellas se almacena lo que la célula fabrica. Las vacuolas están llenas de almidón. Otra diferencia es que la célula vegetal presenta cloroplastos que son orgánulos bimembranosos, exclusivos de la célula eucariota vegetal. Su forma es alargada y oval. Se parecen a las mitocondrias. La membrana externa es continua y la interna presenta una especie de ramificaciones que dan lugar a los llamados tilacoides. Todo el espacio interior esta lleno de un líquido llamado estroma.

Los tilacoides están llenos de clorofila (proteína) que es un pigmento de color verde. En el interior de los cloroplastos hay ADN y ribosomas. Se pueden reproducir y fabricar sus proteínas. Por ello se comprueba la teoría de la endosimbiosis La importancia biológica de estos organuelos es que en ellos se realiza la fotosíntesis, es decir transforman la energía del sol en energía química (glucosa)

Debido a este metabolismo se desprende oxígeno que es un desecho metabólico fundamental para la vida en la Tierra. 7.– FORMAS ACELULARES. VIRUS. Los virus son formas no celulares, acelulares. Son complejos moleculares inertes formados por ácidos nucleicos y proteínas. No son seres vivos ya que no presentan las estructuras necesarias para realizar el metabolismo propio y para reproducirse necesitan una célula viva. Se dice de ellos que son parásitos obligados. Estructuralmente hablando los hay con forma poliédricos y se les llama icosaédricos y otros tienen forma helicoidal. Otros tienen formas complejas como el bacteriófago que parasita a la bacteria.

Toda la forma esta llena de proteínas y se le da el nombre de cápsida que es donde se encuentra el ácido nucleico. Algunos presentan en la parte externa una cubierta membranosa (virus con envoltura). Es el caso del virus del SIDA o del virus de la gripe. CICLO VITAL DE UN VIRUS. Es el denominado ciclo lítico. Es el proceso por el que le virus parasita a una célula para reproducirse.

+

Se divide en varias fases: 1.– fase de fijación: union virus-célula

2.– Fase de introducción del ácido nucleico en la célula viva

3.– Fase de replicación: el ácido nucleico se apodera de la célula viva y hay una replicación y fabricación de nuevos virus

4.– Fase de salida o liberación: la célula muere y los virus salen al exterior. En otras ocasiones el virus queda latente, se ADN se une al de la célula. De esta forma se transmiten muchas enfermedades.

8.– ORGANIZACIÓN PLURICELULAR. Estos seres surgen a partir de las colinas de eucariota. Los pluricelulares surgieron por las limitaciones que tenia la célula eucariota hace 700 millones de años.

Características: - Su estructura esta formada por muchas células eucariotas. - Todas las células coordinan su trabajo para el beneficio del individuo. - Estas células: + Sufren una diferenciación celular; no todas tienen el mismo tamaño ni la misma forma. + adquieren una especialización; realizan una acción concreta. Las neuronas son las células mas especializadas. - Los seres pluricelulares proceden de una primera célula que recibe le nombre de cigoto. A partir del cigoto y por sucesivas divisiones celulares (mitosis), el cigoto se diferencia, multiplicándose y se especializa, con esto se originan los tejidos.

- La presencia de tejidos: Un tejido es un conjunto de células semejantes y parecidas entre sí que realizan la misma función biológica. Los tejidos siempre están formados por células eucariotas. Por ejemplo, el tejido muscular, esta formado por fibras musculares o miocitos. La funicon del tejido muscular es contráctil y permite el movimiento

- Los seres pluricelulares también presentan órganos. Un órgano es una asociación de tejidos los cuales se juntan para realizar una acción o acto biológico concreto. Por ejemplo, el corazón esta formados por tejidos que se unen para dar lugar a la función de bombear la sangre.

- Los seres pluricelulares tienen aparatos o sistemas. + Un aparto es una asociación de órganos encargados de realizar una función biológica concreta. Por ejemplo el aparato circulatorio esta formado por corazón, venas, arterias y capilares (vasos sanguíneos). Su función es la circulación sanguínea. + Cuando un aparato esta formado todo por el mismo tejido se llama sistema. - Los seres pluricelulares tienen un medio interno. El medio interno es el recuerdo del mar; es el conjunto de líquidos internos que tiene un ser pluricelular. Las células no pueden vivir fuera de un medio acuoso, por ello los seres pluricelulares tienen un medio interno. Las células con ese medio interno están continuamente realizando un intercambio de materia y energía. + En la plantas el medio interno lo forma la savia (bruta y elaborada). + En los animales el liquido interno esta formado por: la sangre, la linfa y el liquido intersticial (este liquido baña directamente a todas las células de cuerpo). La sangre y la linfa son circulatorias y el líquido intersticial es estático. Los invertebrados no tienen si sangre ni linfa, tienen hemolinfa. Un edema se forma por la retención de líquidos debido al mal funcionamiento del sistema linfático. Para mantener el medio interno en equilibrio constante, los seres pluricelulares tienen que realizar la homeostasis.

9.– LA VIDA Y SU DIVISION EN REINOS Los seres vivos se clasifican según sus células. Clasificación: La gran diversidad de seres vivos que hay en la Tierra los ordenamos y clasificamos según su grado de parentesco par ello tenemos en cuenta las semejanzas anatómicas, celulares, embriológicas, genéticas… Los seres vivos se clasifican en: Unicelulares: - Procariota: Moneras - Eucariota: Protoctistas Pluricelulares: Eucariota: Hongos Plantas Animales. DIFERENCIAS ENTRE CELULA PROCARIOTA Y EUCARIOTA PROCARIOTA No tiene núcleo Hace invaginaciones (mesosoma) Tamaño: 1-10 µm Solo tiene ribosomas citoplasmáticos No tiene orgánulos Muy sencilla El ADN esta suelto en el citoplasma Tiene pared celular de glúcidos

EUCARIOTA Tienen núcleo Tamaño: 10 –100 µm Tiene orgánulos

Compleja El ADN esta en el núcleo No tiene capsula

DIFERENCIA ENTRE CELULA EUCARIOTA ANIMAL Y VEGETAL VEGETAL Tiene pared celular Tiene cloroplastos Tiene vacuolas

ANIMAL Tiene pared celular Tienen centrosomas (centrosomas) Tiene lisosomas

Tejidos. Son conjuntos de células especializadas en realizar una determinada actividad, muy parecida entre sí y que tienen un mismo origen embriológico. Los principales tejidos son: • Tejido epitelial. • Tejido conjuntivo, • Tejidos cartilaginoso, • Tejido adiposo, • Tejido óseo, • Tejido muscular, • Tejido nervioso. • La sangre.

Órganos. Son estructuras constituidas por varios tejidos que conjuntamente realizan un acto. Por ejemplo el corazón, que es el órgano que impulsa la sangre, y que está constituido por tejido muscular, tejido nervioso, tejido conjuntivo y sangre.

Sistemas. Son conjuntos de órganos, formados por los mismos tipos de tejidos, que pueden realizar actos independientes. Se distinguen 6 sistemas diferentes que son: • Sistema nervioso. • Sistema muscular. • Sistema óseo. • Sistema endocrino u hormonal. • Sistema tegumentario (piel). • Sistema linfático. Aparatos. Son conjuntos de órganos, que pueden ser de tejidos muy diferentes, que actúan coordinadamente en la realización de una función. Por ejemplo el aparato digestivo presenta órganos tan diferentes como los dientes y el intestino, que pese a ello cooperan para realizar la función digestiva. Se distinguen 5 aparatos diferentes que son:

• • • • •

Aparato circulatorio. Aparato respiratorio. Aparato digestivo. Aparato excretor. Aparato reproductor.