Apuntes Bio 03

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Biología – Plan Común

La célula como unidad funcional II Al término de esta lección podrás: Comprender los principales procesos energéticos celulares. Entender la organización de los cromosomas, y su estructura. Entender el ciclo celular, reconociendo cada una de sus fases y los cambios que sufre la célula en cada una de ellas. Aprender los niveles de organización de la materia viva.

1. Bioenergética y Metabolismo. La célula necesita energía para realizar sus funciones vitales. Para ello, utiliza energía almacenada en sustratos químicos simples, como carbohidratos, y la transforma en energía química almacenada en ATP. La producción de ATP puede acoplarse a varios procesos, sin embargo, para eucariontes estudiaremos 2, que en general, son secuenciales: la glucólisis y la respiración celular. La siguiente figura te muestra un resumen general del proceso en eucariontes.

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Glucólisis La glucólisis es el primer proceso que analizaremos. La glucólisis ocurre en el citoplasma, y no necesita oxígeno. La glucosa entra en la célula, y es fosforilada en una primera etapa. Luego una enzima de la familia de las isomerasas la transforma en un isómero, la fructosa, y es nuevamente activada al recibir un nuevo fosfato. Una vez bifosforilada como fructosa 1,6 - difosfato, la molécula puede degradarse por acción enzimática en una serie secuencial de pasos. Los productos finales son 2 moléculas de ácido pirúvico y 4 moléculas de ATP. Pero cuidado: recuerda que agregamos 2 moléculas de fosfato a nuestra molécula de glucosa para activarla. Cada grupo fosfato provino de una molécula de ATP, entonces gastamos 2 moléculas de ATP para producir 4, por lo tanto el balance neto es 2 moléculas de ATP. Es importante que además notes que por cada molécula de glucosa degradada, se reducen dos moléculas de NAD+, el cual transforma en NADH. El NADH posee una gran importancia en la etapa aeróbica del proceso, que veremos posteriormente. Si hacemos un balance total de la glucólisis, de forma neta obtenemos por cada molécula de glucosa (6 C = 6 átomos de Carbono) metabolizada: 2 moléculas de Ácido Pirúvico (3C) o Piruvato 2 moléculas de ATP 2 moléculas de NADH El destino del piruvato depende si la célula es aeróbica (necesita oxígeno) o anaeróbica (no necesita oxígeno).

1.2. Proceso Aeróbico. 1.2.1 Destino aeróbico del Piruvato: Descarboxilación Oxidativa El piruvato, en presencia de oxígeno, es transportado hacia el interior de la mitocondria, en donde se realizan las reacciones de la respiración celular. Luego de entrar a la matriz mitocondrial, el piruvato es transformado en acetil coenzima A (acetil coA), un compuesto que posteriormente entrará en el ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs. La reacción tiene varios pasos, en los cuales el piruvato es primero descarboxilado con producción de CO 2 y la producción de una molécula de 2 carbonos, el acetaldehído. El acetaldehído es oxidado y unido a una molécula de coenzima A, con la producción de acetil coA. En la oxidación del acetaldehído se produce además una molécula de NADH sin producción directa de ATP. Recopilando, por cada molécula de glucosa de 6 C, se producen 2 moléculas de piruvato (3 C), las cuales se transforman en 2 moléculas de acetil coA, liberando 2 moléculas de CO 2 y 2 moléculas de NADH.

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1.2.2 Ciclo de Krebs El ciclo de Krebs, también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos, es la ruta final de oxidación del piruvato, ácidos grasos y cadenas carbonadas de los aminoácidos. El ciclo posee ocho pasos, cada uno de los cuales está catalizado por una enzima específica. El ciclo se inicia con la degradación de la acetil coA en acetilo y coA. La coA se recicla, mientras que el grupo acetilo (2 C), se une al ácido oxalacético (4 C) formando ácido cítrico (6 C). El ácido cítrico sufre una serie de transformaciones cíclicas, para formar nuevamente ácido oxalacético. De forma directa, el ciclo genera una molécula de ATP, 3 moléculas de NADH y una de FADH 2 por cada vuelta. Recordando, en una vuelta se procesa una molécula de acetilo, que se derivó de una molécula de acetil coA. Sen embargo, en la glucólisis obtenemos finalmente dos moléculas de piruvato, que posteriormente pasan a dos moléculas de acetil coA, y luego a dos moléculas de acetato. Por lo tanto, de forma neta, por molécula de glucosa que sigue la ruta aeróbica hasta el momento se han generado en el ciclo de Krebs Es importante que notes que por cada molécula de glucosa de 6 carbonos, el ciclo debe dar 2 vueltas completas para usar las 2 moléculas de acetilo. 2 moléculas de ATP 6 moléculas de NADH 2 moléculas de FADH2 Ciclo de Krebs. El grupo acetilo se muestra en azul. El ácido pirúvico o piruvato es transformado en acetil coA antes de entrar al ciclo de Krebs. Por cada molécula de glucosa se obtienen 2 moléculas de acetil coA y por lo tanto el ciclo debe dar 2 vueltas para metabolizarlas completamente. En amarillo se destacan los productos importantes de esta etapa: ATP, NADH, FADH. Observa cuantas moléculas de cada especie se obtienen en una vuelta completa del ciclo.

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1.2.3 Fosforilación oxidativa La fosforilación oxidativa, también llamada cadena respiratoria, o cadena transportadora de electrones, es la culminación del metabolismo productor de energía en los organismos aeróbicos. Los pasos enzimáticos de degradación oxidativa de glúcidos, grasas y aminoácidos en las células aeróbicas, convergen en esta etapa final de la respiración celular. El modelo de la fosforilación oxidativa está basado en la teoría quimiosmótica, propuesta por Mitchel en 1978. Esta propone que el transporte de protones y la síntesis de ATP están acoplados a un gradiente de concentración de protones, a través de la membrana mitocondrial.

La fosforilación oxidativa Como estudiamos en la unidad anterior, la membrana mitocondrial es permeable a pequeñas moléculas, como iones. En cambio, la membrana interna, es altamente selectiva. Las especies químicas que la atraviesan deben hacerlo a través de transportadores, que son proteínas específicas que forman canales selectivos a través de la membrana., y no directamente a través de difusión. En la cadena respiratoria los electrones captados por el NADH y FADH 2 son traspasados a proteínas de transmembrana denominadas citocromos. Los citocromos son proteínas que presentan una intensa absorción en la región de la luz visible, debido a la presencia de un grupo hemo que contiene hierro en su estructura. Los citocromos funcionan en una serie ordenada, y van transfiriendo estos electrones entre sí en pasos sucesivos. Cada uno de estos pasos de transferencia entrega energía que se utiliza para bombear protones desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana de la mitocondria. El NADH entrega sus electrones en el sistema (o complejo) I, mientras que el FADH2 lo hace en el sistema II. La Lección 3

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coenzima Q y el citocromo C son proteínas liposolubles que transportan los electrones entre distintos sistemas, comunicando la cadena de transporte de electrones. Producto de este bombeo de protones acoplado a la transferencia de electrones, el espacio intermembrana acumula una gran cantidad de protones, de manera que se forma un gradiente de concentración de protones. Una enzima, la ATP sintetasa (que se muestra en la figura con sus subunidades F0 y F1, permite que los protones se muevan desde la zona intermembrana (mayor concentración) a la matriz mitocondrial (menor concentración). La ATP sintetasa utiliza este flujo de protones como una fuerza protón-motriz, que utiliza para sintetizar ATP. Gráficamente este proceso es similar a la generación de energía eléctrica, utilizando la energía cinética de una caída de agua que pasa a través de una turbina, en una represa. En este ejemplo, la represa mantiene el agua a una mayor energía potencial. Cuando se abre la compuerta, el agua cae con fuerza, desde la zona de mayor energía potencial, a una de menor energía potencial. En la medida que va cayendo, la energía potencial del agua se transforma en energía cinética. Al final del trayecto, la fuerza con la que cae el agua mueve turbinas, que transforman la energía cinética que el agua adquirió durante la caída en energía eléctrica. En nuestro ejemplo, la función de la represa, que mantiene una diferencia de energía potencial, equivale a la membrana interna de la mitocondria que mantiene una diferencia de potencial químico en la forma de una diferencia de concentración de protones. La caída de agua a través de la compuerta es el flujo de los protones a través de la ATP sintetasa, la cual es capaz de transformar esta energía en energía química en la forma de ATP, de la misma manera que una turbina transforma la energía mecánica en energía eléctrica.

1.3 Proceso Anaeróbico. Como vimos anteriormente, en condiciones aeróbicas el piruvato se oxida a dióxido de carbono y agua a través de la acetil coA y su ingreso en el ciclo de Krebs. Sin embargo, en condiciones anaeróbicas, es decir, en ausencia de oxígeno, el piruvato es reducido a lactato o a etanol (alcohol etílico). El primer caso el proceso se denomina fermentación láctica, y en el segundo fermentación alcohólica. En condiciones de anoxia, el NADH no puede ser oxidado a NAD+, lo cual es un paso necesario para seguir procesando nuevas moléculas de glucosa. En la fermentación láctica, el NAD+ se regenera mediante la reducción del piruvato a lactato.

Fermentación Láctica

En la fermentación alcohólica, el piruvato se convierte en etanol y CO2 en un proceso de 2 pasos. En este proceso, se regenera una molécula de NAD+. Lección 3

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Fermentación Alcohólica

La regeneración del NAD+ permite que la glucólisis, con su pequeño pero en algunos casos vital, rendimiento energético, siga ocurriendo.

Resumen Como te has dado cuenta, la generación de ATP ocurre en dos mecanismos básicos: fosforilación directa de ADP (fosforilación a nivel de sustrato), o mediante la fosforilación oxidativa, donde el ATP se produce a partir de un flujo de protones a través de la membrana interna de la membrana mitocondrial. Si ordenamos los productos obtenidos por proceso y mecanismo tenemos que: Proceso

Fosforilación a nivel de sustrato

Glucólisis Descarboxilación oxidativa del piruvato Ciclo de Krebs Total Productos

2 ATP

Total ATP

Transporte de Electrones NADH FADH2 2 NADH -

-

2 NADH

-

2 ATP 4 ATP

6 NADH 10 NADH

2 FADH2 2 FADH2

4 ATP

30 ATP

4 ATP

Por cada molécula de NADH que entra a la fosforilación oxidativa, se obtienen 3 moléculas de ATP. Por cada molécula de FADH 2 se obtienen 2 moléculas de ATP. En total, sumado a la glucólisis obtendríamos un rendimiento máximo de 38 moléculas de ATP por la respiración aerobia de una molécula de glucosa. Sin embargo, en algunos tejidos como el cerebro y el músculo esquelético el resultado es sólo 36 moléculas de ATP. Esta variación depende del sitio de entrega de los electrones en la cadena de fosforilación oxidativa, que es distinto en cerebro y músculo esquelético.

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1.4 Fotosíntesis. La fotosíntesis es el proceso en el cual ocurre la transformación de energía lumínica en energía química. Este proceso tiene lugar en la membrana de los tilacoides, y en el estroma de los cloroplastos de las plantas verdes. En plantas superiores, la mayor parte del ATP y NADPH se utiliza en la fijación de carbono, es decir, la producción de carbohidratos a partir de CO2. La fotosíntesis posee dos etapas. Una de ellas consiste en la transformación de la energía en los tilacoides, y es dependiente de luz. Esta es la fase lumínica. La segunda etapa corresponde a la transformación de las sustancias en el estroma de los cloroplastos. Esta es la fase oscura, o de asimilación. Al sumar las dos fases se puede escribir una ecuación que resume el proceso:

6CO 2

6H 2O

Luz Solar Clorofila

C 6H 12O 6

6O 2

1.4.1 Fase Lumínica La clorofila absorbe la luz en la longitud de onda correspondiente al azul y el rojo. Los restantes pigmentos presentes, como los carotenoides, absorben luz en otras longitudes de onda y la transfieren a la clorofila. La clorofila se encuentra asociada a complejos complejos proteicos que se denominan fotosistemas. Existen dos tipos de fotosistema: el fotosistema I (o P700) y el fotosistema II (o P680). El número indica la longitud de onda a la que absorben radiación lumínica (680 nm y 700 nm respectivamente). La luz es recibida en el P680 por la clorofila, que se oxida liberando un electrón. Este electrón excitado por la luz es recogido por la plastoquinona, que actúa como aceptora de electrones. Luego, la plastoquinona lo pasa al siguiente receptor, entre los cuales están varios citocromos y la plastocianina, que se los cederá a moléculas de clorofila del P700. De forma similar a la fosforilación oxidativa, cada paso de transferencia libera energía, la cual se utiliza para generar un gradiente de protones, los cuales son bombeados desde el estroma hacia el interior de los tilacoides. Los protones vuelven al estroma a través de la ATP sintetasa y se sintetiza ATP. El P700 se reduce al recibir los electrones procedentes de una molécula de agua, que se rompe utilizando energía proveniente de la luz (fotólisis). La ruptura de la molécula de agua genera H2 y O2, los cuales son liberados a la atmósfera. Así recupera los electrones perdidos por la excitación lumínica y vuelve a su estado redox original. De este modo, se puede mantener el flujo continuo de electrones desde el agua al P680, y de éste al P700. En el P700, la luz produce el mismo efecto sobre la clorofila; un segundo electrón se excita y abandona la molécula de clorofila, siendo atrapado por un aceptor de electrones, la ferredoxina, de donde pasa a una nueva cadena transportadora de electrones hasta llegar a la molécula de NADP+ que es reducida a NADPH al recibir dos electrones y un protón que proviene de la descomposición de la fotólisis del agua.

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Fase Luminosa de la Fotosíntesis. 1.4.2 Fase oscura En la fase oscura, o fase independiente de luz, se utilizará la energía química obtenida en la fase luminosa, en fijar el CO2 atmosférico, reducir nitratos, sulfatos, para obtener los bioelementos C, N y S para poder sintetizar carbohidratos, aminoácidos y otras sustancias. El proceso de fijación reductiva del carbono es cíclico y se conoce como Ciclo de Calvin en honor a M. Calvin, su descubridor. El ciclo de Calvin tiene 3 fases: Fase Carboxilativa: El CO2 se fija en una molécula de 5 C (ribulosa 1,5-bifosfato) por acción de la enzima Rubisco (Ribulosa 1,5 carboxilasa-oxigenasa) formándose un compuesto inestable de 6 C, el cual se divide en dos moléculas de 3 C de ácido 3fosfoglicérico (fosfoglicerato o PGA). Fase Reductiva: El PGA se reduce a gliceraldehído-3-fosfato o PGAL, usándose ATP y NADPH Fase regenerativa-sintética: Las moléculas de PGAL siguen diversas rutas metabólicas. De cada seis moléculas de PGAL, cinco se utilizan para regenerar la ribulosa 1,5bifosfato, y una es empleada para la síntesis de glucosa, ácidos grasos, aminoácidos o moléculas que necesite la célula.

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Ciclo de Calvin. Observa la estequiometría del ciclo y nota que el número de carbonos se mantiene constante.

2. Material genético y Reproducción Celular. La información hereditaria de las células está almacenada en una larga molécula denominada DNA (ácido desoxirribonucleico). Todas las células, tanto procariontes como eucariontes poseen DNA, el cual es imprescindible para la realización de las tareas que la célula debe realizar para sus procesos vitales. Dentro de la célula eucarionte el DNA se encuentra confinado en un organelo delimitado por membrana, el núcleo. Sin embargo, otros organelos también poseen su propio DNA: las mitocondrias y los cloroplastos. La molécula de DNA nuclear de las células eucarióticas es lineal, en cambio la molécula de DNA de la mitocondria es circular y posee un tamaño mucho menor. Los genes codificados en los DNA mitocondrial y del cloroplasto en general corresponden a proteínas que son necesarias para su funcionamiento. La presencia de este genoma característico en mitocondrias y cloroplastos soporta la idea de la teoría endosimbionte. Esta teoría propone que en un evento temprano en la historia evolutiva de las células eucariontes, estas habrían fagocitado células procariontes, estableciendo una relación simbionte con ellas. La célula proporciona protección y nutrientes a cambio de la generación de energía con un mecanismo aeróbico. ¡La adopción Lección 3

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de mitocondrias y cloroplastos eleva en 17 veces la cantidad de ATP producido sólo por glucólisis!

2.1 Estructura física del DNA: La Cromatina. En las células eucarióticas que no se encuentran en proceso de división, el material genético se organiza en una forma denominada cromatina, la cual es amorfa y está dispersa en el núcleo. Dentro de la cromatina, hay zonas cuyos genes están activos. En estas zonas la cromatina está relajada y se denomina eucromatina. Por el contrario, en las zonas donde no hay expresión génica, o bien, existe DNA satélite (no codificante), la cromatina está densamente enrollada y se denomina heterocromatina. La eucromatina representa apenas el 10% del genoma, lo cual nos da una idea de cuánto de nuestro DNA usamos realmente como genes codificantes. La heterocromatina puede clasificarse en dos tipos fundamentales: La heterocromatina constitutiva corresponde a zonas de heterocromatina que son constantes dentro de distintas células, es decir, son componentes conservados del genoma. Esta cromatina nunca se expresa y tiene un papel netamente estructural. Un ejemplo de heterocromatina constitutiva es el centrómero, que está formado por DNA altamente repetitivo. Niveles de empaquetamiento de la cromatina. La heterocromatina facultativa está presente en algunas células, y sólo en algunos momentos determinados del desarrollo. Un ejemplo es el corpúsculo de Barr, que corresponde a la forma inactivada del cromosoma X presente en las mujeres, que mantienen activo sólo uno.

2.2 Ciclo Celular. Las células eucarióticas que se dividen pasan a través de una secuencia bien definida de eventos que en conjunto se denominan ciclo celular. El ciclo celular se divide en dos fases principales: interfase y división. La interfase se subdivide en tres etapas: G1, S y G2. En cada una de estas etapas ocurren eventos específicos que preparan a la célula para la división celular.

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Etapas del Ciclo Celular. En G1 la célula aumenta de tamaño y aumenta notablemente su actividad bioquímica. Se aumenta la síntesis de proteínas (enzimas y microtúbulos para la construcción del huso mitótico), ribosomas, se duplican las mitocondrias y se sintetizan el resto de las actividades celulares. En las células con centríolos, estos empiezan a duplicarse y separarse. Además de estos cambios internos, la célula sensa su entorno para determinar si las condiciones ambientales son las apropiadas para empezar su división. Si las condiciones no son apropiadas, la célula entra en un estado denominado G0, en el cual puede permanecer por un tiempo muy largo antes de iniciar la proliferación. En la fase S ocurre la replicación del material genético, es decir, se duplican los cromosomas. Aumenta además la síntesis de proteínas que existen normalmente asociadas al DNA, como las histonas. En G2 se provee una brecha de seguridad que permite asegurar que se complete la replicación del DNA antes de continuar con la mitosis. La cromatina recién replicada comienza a condensarse, los centríolos duplicados se mueven hacia polos opuestos de la célula, cercanos a la membrana nuclear. Además comienza el ensamblaje de las fibras del huso mitótico que permitirá luego separar los cromosomas. La mitosis, o fase M, es el proceso más dramático del ciclo celular. Usualmente la mitosis se divide en 4 etapas: Profase, Metafase, Anafase y Telofase.

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Profase: En la profase, la cromatina que aún es difusa en la interfase, se condensa, iniciándose la formación de cromosomas definidos. Cada cromosoma se ha duplicado previamente en la fase S. Las cromátidas hermanas (denominación que reciben los “brazos” de cada cromosoma) se encuentran unidas por el centrómero, el cual se vuelve claramente visible debido a la unión de los cinetocoros (dos placas proteicas que se ensamblan en el centrómero). Los microtúbulos del citoesqueleto se desensamblan, para empezar a formar el huso mitótico, una estructura compuesta de microtúbulos y proteínas asociadas que ayudaran a la separación de los cromosomas posteriormente. Esta estructura de aspecto estrellado se denomina áster. Los cromosomas a menudo reciben el nombre de bivalente cuando se encuentran en mitosis, luego de su replicación en la fase S. Un cromosoma bivalente esta compuesto de un par de cromátidas hermanas que se encuentran unidas por el centrómero. Las cromátidas hermanas son el producto de la replicación del DNA en la fase S, cada cromátida se compone de una copia exacta del DNA que contiene su hermana. Metafase: En la metafase, la envoltura nuclear se desorganiza por completo, lo que implica la desaparición del núcleo celular. Los restos de la envoltura nuclear se vuelven indistinguibles de los restos del RE. Al desaparecer la membrana nuclear, los centríolos pueden ubicarse en la región central de la célula. Algunas fibras del huso mitótico se conectan a los cromosomas a través del cinetocoro. Hacia el final de la metafase, los microtúbulos alinean a los cromosomas en el plano ecuatorial de la célula, perpendiculares al huso y equidistantes a los polos de la célula. Esta configuración se denomina placa metafásica. Anafase: En la anafase, ocurre la separación de los cromosomas, gracias al acortamiento de las fibras del huso mitótico. Esto permite que las cromátidas hermanas se separen, en dos cromosomas idénticos, que serán heredados uno por cada célula hija. Al finalizar la anafase, los cromosomas se encuentran en extremos opuestos de la célula, cercanos a los polos.

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Telofase: En la telofase, la envoltura nuclear se regenera alrededor de los cromosomas, lo cual reconstituye los núcleos. Los nucleolos se reorganizan. La etapa final del ciclo es la citocinesis. En ella, el citoplasma se divide en un proceso de estrangulamiento de la célula, a menudo en la zona ecuatorial, lugar donde se ubicaba anteriormente la placa metafásica. La estrangulación está mediada por la contracción de un anillo formado principalmente de filamentos de actina y miosina, que constituyen un anillo contráctil que se ensambla en la anafase temprana. Es importante notar que no necesariamente debe ocurrir citocinesis luego de la mitosis. En algunos casos puede haber varias mitosis sucesivas sin que haya citocinesis, formándose células multinucleadas que son denominadas sincicios. La mitosis permite el aumento del número de células en los organismos multicelulares, lo que permite un recambio de las células, y asegura la repartición equitativa del material genético entre las células hijas. Como resultado, cada una de las células hijas recibe una copia idéntica del material genético de la célula madre. En el sentido opuesto, la muerte de las células también está regulada, en un proceso denominado apoptosis. En la apoptosis, las células mueren de forma silenciosa, sin afectar a las células vecinas, principalmente por la liberación de enzimas proteasas. Este proceso es distinto a la necrosis, en la cual la célula se rompe liberando su contenido, desencadenando una reacción inflamatoria que daña a las células vecinas. Un caso especial de control ineficiente del ciclo celular, ocurre en el cáncer. En esta enfermedad, las células escapan al control del ciclo celular, multiplicándose rápidamente y sin control, formando una masa de células: un tumor. Las células cancerosas en etapas avanzadas de la enfermedad, adquieren la propiedad de invadir y colonizar nuevos tejidos, estableciendo nuevas colonias de tejido canceroso. Este proceso invasivo se denomina metástasis. El cáncer, puede producirse por muchas causas diferentes. Una de las más interesantes desde el punto de vista del ciclo celular, es la alteración del material genético de forma permanente por mutaciones. A veces las células acumulan mutaciones irreversibles en los genes que controlan el ciclo celular, volviéndose cancerosas. Existen genes, que son especialmente sensibles a mutaciones, y que proporcionan una cierta susceptibilidad a desarrollar la enfermedad, estos genes se denominan proto oncogenes.

Actividad

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La citocinesis es distinta en células vegetales, ya que poseen pared celular además de membrana plasmática. Averigua como ocurre en este caso especial y compártelo en el foro con tus compañeros.

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3. Niveles de Organización. Para poder realizar un estudio más riguroso de la realidad, la Biología analiza su campo de estudio, los seres vivos y su entorno, descomponiéndolos en partes que conforman un todo. Estas partes se ordenan según una cierta jerarquía, basada en un criterio de complejidad creciente. Esto quiere decir que las jerarquías biológicas están organizadas de tal forma que el concepto mayor contiene al menor. Las propiedades de cada nivel de la jerarquía, están determinadas por la interacción entre sus componentes. Con el correr del tiempo, en una escala de tiempo larga, las interacciones dan origen a cambios evolutivos, mientras que en una escala de tiempo corta, las interacciones determinan la organización de la materia viva. En el curso de la evolución, las formas de organización se vuelven más complejas. Los niveles de organización más simples persisten hasta el día de hoy, en especies que también fueron evolucionando y adaptándose hasta la actualidad, como por ejemplo organismos unicelulares (bacterias, protozoos, algas unicelulares). Ordenados de forma creciente, los niveles de organización son: Nivel atómico: En este nivel se encuentran los átomos y moléculas, cuyas interacciones son estudiadas por la bioquímica. Organelos: Los organelos son componentes subcelulares, que cumplen una determinada función en el contexto de la célula. Célula: La célula es la unidad estructural y funcional más pequeña de los seres vivos, capaz de funcionar de forma independiente. Cada célula posee un material genético, el cual codifica químicamente las funciones celulares que le permiten subsistir. La célula es capaz de duplicar su propio material genético para traspasar una copia a su descendencia. Tejido: Este nivel de organización aparece en organismos multicelulares. En un tejido, un grupo de células se especializa e interacciona para realizar una determinada función. Como ejemplo, está el tejido muscular, o hepático. Órgano: Presente sólo en organismos multicelulares. Un órgano es un grupo de células, que conforman distintos tejidos especializados en una estructura que cumple una función determinada. Ejemplo: el corazón. Sistema: Presente sólo en organismos multicelulares. En un sistema, un grupo de órganos, están organizados para realizar una función. La función del sistema se ve impedida si falla uno de sus órganos constituyentes. Individuo: Un individuo es una o más células, que se caracterizan por tener un único tipo de información codificada en su DNA. Un individuo puede ser unicelular o multicelular. En el caso de individuos multicelulares, existen grupos celulares especializados que cumplen diversas funciones (tejidos, órganos, sistemas). Población: Una población es un grupo de individuos de la misma especie, concentrados en un área geográfica limitada y en un instante de tiempo dado. Lección 3

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Comunidad: Una comunidad corresponde a un grupo de poblaciones, que pueden ser de diferentes especies, las cuales interaccionan entre sí. La estructura de la comunidad tiende a equilibrarse en periodos de tiempo largos, alcanzando una estructura estable (comunidad clímax). Sin embargo, si ocurren perturbaciones, la estructura de la comunidad puede cambiar. Ejemplos de perturbaciones son fenómenos naturales como incendios, o bien la actividad humana. Ecosistema: Un ecosistema es un grupo de organismos que se relacionan entre sí y con su medio ambiente. Dentro del ecosistema ocurren flujos tanto de materia (por ejemplo, la fijación de carbono por plantas fotosintéticas) y de energía (captación de energía lumínica). Biosfera: La Biosfera es la suma de todos los seres vivos, en conjunto con su medio ambiente físico en el cual están insertos. La Biosfera abarca desde las alturas de la atmósfera hasta el fondo del océano. El término biosfera se usa también para referirse al espacio donde se desarrolla la vida, el conjunto de la litosfera, hidrosfera y atmósfera.

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