A. ORIGEN DE LA VIDA
1. LA TEORÍA DEL BIG BANG Y EL ORIGEN DEL UNIVERSO
El Big Bang, literalmente gran estallido, constituye el momento en que de la "nada" emerge toda la materia, es decir, el origen del Universo. La materia, hasta ese momento, es un punto de densidad infinita, que en un momento dado "explota" generando la expansión de la materia en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo.Inmediatamente después del momento de la "explosión", cada partícula de materia comenzó a alejarse muy rápidamente una de otra, de la misma manera que al inflar un globo éste va ocupando más espacio expandiendo su superficie. Los físicos teóricos han logrado reconstruir esta cronología de los hechos a partir de un 1/100 de segundo después del Big Bang. La materia lanzada en todas las direcciones por la explosión primordial está constituida exclusivamente por partículas elementales: Electrones, Positrones, Mesones, Bariones, Neutrinos, Fotones y un largo etcétera hasta más de 89 partículas conocidas hoy en día.
2. TEORÍA CREACIONISTA
• ¿Se ha preguntado alguna vez acerca del origen del mundo?
• ¿Se ha preguntado una vez de dónde proviene Ud. mismo?
• ¡La Santa Biblia tiene las respuestas a estas preguntas! Es el único libro que le dice de dónde ha venido Ud., qué está haciendo acá, y a dónde se va.
Permítame contarle la historia de la creación. Esta historia se encuentra en el primer libro de la Biblia. Este libro se llama "Génesis". La palabra "Génesis" significa "nacimiento" o "origen". El primer libro de la Biblia nos cuenta del principio o origen de todo. Le da la historia de los primeros miembros de su familia. En este libro se encuentran las primeras promesas que le dan la oportunidad de vivir eternamente.
El primer versículo de la Biblia describe la creación del universo en términos muy simples. Dice: "En el principio creó Dios los cielos y la tierra". Ningún libro de ciencia o filosofía nunca ha podido mejorar esta simple declaración de la realidad.
La Biblia describe el proceso de la creación en términos de "días".
• En el primer día Dios creyó la luz.
• En el segundo día Dios creyó la "expansión" o la "atmósfera" de la tierra.
• En el tercer día Dios formó las aguas y la tierra seca. También hizo crecer los árboles y las hierbas.
• En el cuarto día Dios creyó el sol, la luna, y las estrellas.
• En el quinto día Dios creyó los peces del mar y las aves que vuelen en los cielos.
• En el sexto día Dios creyó las otras criaturas de la tierra, y también creyó al hombre.
• En el séptimo día Dios descansó.
El hombre era diferente que todas las otras criaturas de la tierra porque fue creado en la imagen de Dios. Todas las criaturas de Dios tienen vida, pero solo el hombre tiene un espíritu.
El primer hombre se llamaba "Adán" que quiere decir "hombre". El hombre fue dado dominio sobre los peces del mar, sobre las aves del cielo, y sobre toda criatura viva que se movía en la tierra.
3.GENERACIÓN ESPONTÁNEA
Entre los primeros intentos de dar respuesta a la pregunta sobre el origen de la vida, en nuestra civilización se cuentan las narraciones sobre la creación, consignadas en la Biblia.
Otras culturas tienen también sus propias narraciones sobre la creación de la vida. Estas narraciones tienen dos características en común. En primer lugar fueron concebidas mucho antes de que el ser humano hubiese logrado conocimientos de los principios físicos, químicos y biológicos que son la base de la vida. En segundo lugar invocan la intervención divina en la creación de la vida con lo cual se creía que todas las especias habían sido creadas simultáneamente y que una vez creadas se mantuvieron fijas o inmutables a lo largo del tiempo (fijismo). Diferentes credos consideran que una fuerza sobrenatural dio origen a la Tierra y a la vida mediante un acto instantáneo de creación.
Algunas culturas antiguas creían que determinados organismos se generaban espontáneamente.
Por ejemplo, los antiguos egipcios (400 a 300 años a.C.) creían que los gusanos, sapos, víboras y ratones se formaban así a partir del lodo del río Nilo. Esta idea y otras similares dieron origen a la teoría de la generación espontánea, la cual en realidad era sólo una hipótesis, ya que sugiere que la vida puede surgir de materia viva o no viva y que algunos organismos pueden aparecer en forma repentina y casi al azar, independientemente de sus progenitores.
Uno de los seguidores de esta hipótesis fue Aristóteles (384-322 a.C.), destacado filósofo y naturalista griego, quien afirmó que ciertos organismos –197– ranas, peces, gusanos e insectos se originaban no sólo por la reproducción sino también a partir de la tierra, suciedad o la materia orgánica en descomposición por la participación de una “fuerza activa”, supranatural. Según esta hipótesis, dicha fuerza podría encontrarse en cuatro elementos (tierra, agua, aire y fuego) e incluso la luz solar era capaz de dar vida a aquello que no la poseía.
Puede decirse que con Aristóteles la hipótesis de la generación espontánea adquirió un carácter formal e influyó notablemente durante muchos siglos.
Es a partir del siglo XVII (y hasta el siglo XIX) cuando se pone a prueba esta concepción.
Mediante el uso de experimentos sencillos y claros, se demuestra la falsedad de estas ideas.Algunos de estos experimentos los realizaron Francisco Redi, Lázaro Spallanzani y Luis Pasteur.
4. PANSPERMIA O TEORÍA COSMOZOICA
A principios del siglo XX, otra hipótesis trató de explicar el origen de la vida. Se le denomina panspermia y la propuso Arrhenius, en 1908.
La hipótesis de la panspermia supone que la vida en la Tierra se originó a partir de una espora o bacteria proveniente de otro planeta. Esta hipótesis causó una gran polémica, pero, en general, no fue aceptada por los científicos. Estos argumentaron que las condiciones del espacio sideral no pueden permitir la supervivencia, en condiciones normales, de los organismos; además, indicaron que no explica el origen de la vida en el planeta de donde hipotéticamente provenía la espora o bacteria.
5. LA TEORÍA FISICOQUÍMICA
Los fundadores de la teoría fisicoquímica fueron: El ruso Alejandro Oparin (en 1924) y el inglés Juan B. S. Haldane (en 1928) publicaron independientemente los resultados de sus trabajos con el mismo título: El origen de la vida.
Mediante sus publicaciones, Oparin y Haldane dieron a conocer una serie de conclusiones de notable similitud. Por este hecho, ambos científicos son reconocidos como los fundadores de la teoría fisicoquímica o quimiosintética del origen de la vida. Actualmente, esta teoría se ha enriquecido, y continúa haciéndolo, con las investigaciones y experimentaciones de muchos científicos.
Esta teoría establece que la vida surgió en la Tierra a través de un lento proceso de evolución química que va de lo inorgánico a lo orgánico y de ahí a lo biológico. Este punto de vista contrario al de la generación espontánea, explica el origen de la vida como un fenómeno natural en donde no intervienen fuerzas extrañas ni sobrenaturales.
Los hechos más relevantes de la teoría fisicoquímica
La edad de la TierraLa edad de la Tierra se ha estimado en 4 500 millones de años (ma), aproximadamente. Hace aproximadamente 3 800 ma la Tierra tenía ya una corteza formada y una atmósfera primaria compuesta por hidrógeno (H) y helio (He), principalmente; estos dos elementos se disiparon rápidamente debido a que las condiciones no favorecieron su retención y, casi al mismo tiempo, fueron sustituidos poco a poco por grandes cantidades de otros gases provenientes del centro de la Tierra que emergían a la superficie por medio de las fisuras y volcanes que se encontraban en la corteza. Estos eventos propiciaron la formación de la atmósfera secundaria, la cual contenía básicamente agua (H2O), nitrógeno (N2) y dióxido de carbono (CO2).
Los gases que originalmente formaron la atmósfera secundaria se modificaron, es decir, reaccionaron entre sí generando nuevos compuestos. El metano (CH4), amoníaco (NH3), ácido cianhídrico (HCN) y ácido sulfhídrico (H2S) son algunos ejemplos.
Posteriormente, el paulatino enfriamiento del planeta provocó que el vapor de agua presente en la atmósfera se condensara y precipitara en forma de torrenciales lluvias, las cuales arrastraron sales minerales de la superficie terrestre y conformaron los primeros océanos.
La evolución inorgánica
En esta etapa se formaron compuestos como el metano (CH4), amoníaco (NH3), ácido cianhídrico (HCN), formaldehído (H2CO), monóxido de carbono (CO), ácido sulhídrico (H2S) y, en pequeñas cantidades, oxígeno (O2), entre otros. Estos compuestos son llamados precursores.
La evolución orgánica
Por medio de una amplia variedad de interacciones entre los compuestos precursores y las condiciones ambientales surgieron una serie de compuestos orgánicos fundamentales para la vida. Entre éstos destacan los aminoácidos, los carbohidratos y el adenosín trifosfato (ATP).
Desarrollo de ARN y ADN
Hace 3 600 millones de años, aparecieron entre una gran variedad de sustancias, dos que iban a ser cruciales en el desarrollo posterior de la vida: el ácido ribonucleico (ARN) y el ácido desoxirribonucleico (ADN). Ambos compuestos actúan como un molde para la síntesis de proteínas y tienen la capacidad de duplicarse. Puede decirse que cuando un sistema precelular contó con estas sustancias obtuvo entonces la facultad de heredar sus características a otros sistemas.
FUENTE: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL. Conceptos Básicos 7 (Telesecundaria) En: http://www.colombiaaprende.edu.co/
B. MECANISMOS DE TRANSPORTE CELULAR
CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
Como ya se ha podido observar, las células presentan diferencias en cuanto a su forma, función y tamaño, etcétera, pero la principal diferencia entre las células es la presencia o ausencia del núcleo.
En 1937, el biólogo marino francés Eduardo Chatton publicó, en Egipto, un pequeño artículo donde sugería dos términos para las células: el término procariótico para describir a organismos como las bacterias y cianobacterias (algas azules) que no poseen núcleo celular; y el término eucariótico, para describir las células de las plantas, animales , hongos y protozoarios, los cuales presentan núcleo celular.
La mayoría de las células procarióticas son de tamaño pequeño, en comparación con las eucarióticas, generalmente de 1 μ a 10 micras (μ).
Los organismos procarióticos presentan su material genético disperso en el citoplasma, es decir, no rodeado por una membrana nuclear, por lo tanto no presentan formación de cromosomas.
Las células procarióticas tienen pocos o ningún organelo. Su división celular es directa. La célula se divide en dos, por fisión binaria, generalmente.
Las células eucarióticas se caracterizan por ser de mayor tamaño, que las procarióticas, generalmente de 10 μ a 100 μ.
En las células eucarióticas, el núcleo está rodeado por una doble membrana; contiene cromosomas compuestos por ADN.
Las células eucarióticas presentan organelos tales como mitocondrias, cloroplastos y retículo endoplasmático. En su división celular hay formación de cromosomas y, posiblemente, intercambio de material genético. Las divisiones que estas células realizan son los procesos de mitosis para producir otras células y meiosis para la formación de células reproductoras llamadas gametos (óvulo y espermatozoide).
MEMBRANA CELULAR
La célula está rodeada por una membrana, denominada "membrana plasmática". La membrana delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula. La membrana plasmática representa el límite entre el medio extracelular y el intracelular. Es de gran importancia para los organismos, ya que a través de elle se transmiten mensajes que permiten a las células realizar numerosas funciones. Es tan fina que no se puede observar con el microscopio óptico, siendo sólo visible con el microscopio electrónico.
Presenta las siguientes características:
• Es una estructura continua que rodea a la célula. Por un lado está en contacto con el citoplasma (medio interno) y, por el otro, con el medio extracelular que representa el medio externo.
• Contiene receptores específicos que permiten a la célula interaccionar con mensajeros químicos y emitir la respuesta adecuada.
COMPOSICIÓN QUÍMICA
En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos (grasas), proteínas y glúcidos (azúcares) en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente.
• Lípidos: En la membrana de la célula eucariota (posee membrana nuclear) encontramos tres tipos de lípidos: fosfolípidos, glucolípidos y colesterol.
• Proteínas: Son los componentes de la membrana que desempeñan funciones específicas de transporte, comunicación, etc.
• Glúcidos: Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas, están unidos a los lípidos (glucolípidos), o a las proteínas (glucoproteínas). Esta cubierta de glúcidos representan el carné de identidad de las células, constituyen la cubierta celular a la que se atribuyen funciones fundamentales:
Protege la superficie de las células de posibles lesiones
Confiere viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el deslizamiento de células en movimiento, como , por ejemplo, las sanguíneas
Presenta propiedades inmunitarias, es decir, de defensa, por ejemplo de las células sanguíneas Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular, particularmente importantes durante el desarrollo embrionario (del feto).
En los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide.
Las funciones de la membrana celular podrían resumirse en:
1. TRANSPORTE: la membrana permite el intercambio de materia entre el interior de la célula y su ambiente externo. Dependiendo de la masa de las moléculas que ingresan a la célula, el transporte puede ser de dos tipos:
A. TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE BAJA MASA MOLECULAR:
a) Transporte pasivo: Es el paso de moléculas de un lugar donde hay mayor concentración a uno donde existe menor concentración, es decir, no hay gasto de energía. Este tipo de transporte a su vez puede clasificarse en dos:
Difusión simple: es el movimiento de moléculas de una sustancia, a través de la membrana, desde una zona de mayor concentración de moléculas a una de menor concentración, a través de poros de la membrana.
Difusión facilitada: es el movimiento de moléculas de una sustancia, a través de proteínas transportadoras presentes en la membrana, desde una zona de mayor concentración a una de menor concentración.
Ósmosis. Es el movimiento de moléculas de agua a través de la membrana, es un caso especial de difusión
Ultrafiltración: En este proceso de transporte pasivo, el agua y algunos solutos pasan a través de una membrana por efecto de una presión hidrostática (presión del agua). El movimiento es siempre desde el área de mayor presión al de menor presión. La ultrafiltración tiene lugar en el cuerpo humano en los riñones y es debida a la presión arterial generada por el corazón. Esta presión hace que el agua y algunas moléculas pequeñas (como la urea, la creatinina, sales, etc.) pasen a través de las membranas de los capilares microscópicos de los glomérulos para ser eliminadas en la orina. Las proteínas y grandes moléculas como hormonas, vitaminas, etc., no pasan a través de las membranas de los capilares y son retenidas en la sangre.
b) Transporte activo: es el movimiento de moléculas (ingreso o salida), a través de las proteínas transportadoras de la membrana; desde una zona de baja concentración a otra de alta concentración. El proceso implica gasto de energía para la célula.
B. TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE ELEVADA MASA MOLECULAR: para el transporte de este tipo de moléculas existen tres mecanismos principales:
a) Endocitosis: consiste en la incorporación de partículas más grandes que el diámetro de los poros de la membrana. L membrana sufre una invaginación en la que se engloba la partícula a ingerir, se estrangula y surge una vacuola digestiva. Según la partícula ingerida, la Endocitosis se divide en dos:
Pinocitosis: se realiza cuando la célula capta sustancias disueltas en agua o líquidos.
Fagocitosis: se realiza cuando la célula capta una sustancia sólida.
b) Trancitosis: Es el conjunto de fenómenos que permiten a una sustancia atravesar el citoplasma celular, desde un extremo a otro de la célula.
c) Exocitosis: es el mecanismo por el cual las células expulsan del citoplasma, sustancias o productos de desecho para ser eliminados.
2. RECONOCIMIENTO Y COMUNICACIÓN: Gracias a moléculas situadas en la parte externa de la membrana, que actúan como receptoras de sustancias, una célula reconoce cuáles son sustancias útiles y cuáles son perjudiciales y pueden comunicarse dos células entre si para realizar funciones conjuntas.
FUENTES:
1. BECHARA, B. y otros. Ciencias Naturales 6. Ed. Santillana. Bogotá. 1999. 240 p.
2. MACIAS, J. Biociencias 6. Ed. Voluntad. Bogotá. 2008. 336 p.
1. LA TEORÍA DEL BIG BANG Y EL ORIGEN DEL UNIVERSO
El Big Bang, literalmente gran estallido, constituye el momento en que de la "nada" emerge toda la materia, es decir, el origen del Universo. La materia, hasta ese momento, es un punto de densidad infinita, que en un momento dado "explota" generando la expansión de la materia en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo.Inmediatamente después del momento de la "explosión", cada partícula de materia comenzó a alejarse muy rápidamente una de otra, de la misma manera que al inflar un globo éste va ocupando más espacio expandiendo su superficie. Los físicos teóricos han logrado reconstruir esta cronología de los hechos a partir de un 1/100 de segundo después del Big Bang. La materia lanzada en todas las direcciones por la explosión primordial está constituida exclusivamente por partículas elementales: Electrones, Positrones, Mesones, Bariones, Neutrinos, Fotones y un largo etcétera hasta más de 89 partículas conocidas hoy en día.
2. TEORÍA CREACIONISTA
• ¿Se ha preguntado alguna vez acerca del origen del mundo?
• ¿Se ha preguntado una vez de dónde proviene Ud. mismo?
• ¡La Santa Biblia tiene las respuestas a estas preguntas! Es el único libro que le dice de dónde ha venido Ud., qué está haciendo acá, y a dónde se va.
Permítame contarle la historia de la creación. Esta historia se encuentra en el primer libro de la Biblia. Este libro se llama "Génesis". La palabra "Génesis" significa "nacimiento" o "origen". El primer libro de la Biblia nos cuenta del principio o origen de todo. Le da la historia de los primeros miembros de su familia. En este libro se encuentran las primeras promesas que le dan la oportunidad de vivir eternamente.
El primer versículo de la Biblia describe la creación del universo en términos muy simples. Dice: "En el principio creó Dios los cielos y la tierra". Ningún libro de ciencia o filosofía nunca ha podido mejorar esta simple declaración de la realidad.
La Biblia describe el proceso de la creación en términos de "días".
• En el primer día Dios creyó la luz.
• En el segundo día Dios creyó la "expansión" o la "atmósfera" de la tierra.
• En el tercer día Dios formó las aguas y la tierra seca. También hizo crecer los árboles y las hierbas.
• En el cuarto día Dios creyó el sol, la luna, y las estrellas.
• En el quinto día Dios creyó los peces del mar y las aves que vuelen en los cielos.
• En el sexto día Dios creyó las otras criaturas de la tierra, y también creyó al hombre.
• En el séptimo día Dios descansó.
El hombre era diferente que todas las otras criaturas de la tierra porque fue creado en la imagen de Dios. Todas las criaturas de Dios tienen vida, pero solo el hombre tiene un espíritu.
El primer hombre se llamaba "Adán" que quiere decir "hombre". El hombre fue dado dominio sobre los peces del mar, sobre las aves del cielo, y sobre toda criatura viva que se movía en la tierra.
3.GENERACIÓN ESPONTÁNEA
Entre los primeros intentos de dar respuesta a la pregunta sobre el origen de la vida, en nuestra civilización se cuentan las narraciones sobre la creación, consignadas en la Biblia.
Otras culturas tienen también sus propias narraciones sobre la creación de la vida. Estas narraciones tienen dos características en común. En primer lugar fueron concebidas mucho antes de que el ser humano hubiese logrado conocimientos de los principios físicos, químicos y biológicos que son la base de la vida. En segundo lugar invocan la intervención divina en la creación de la vida con lo cual se creía que todas las especias habían sido creadas simultáneamente y que una vez creadas se mantuvieron fijas o inmutables a lo largo del tiempo (fijismo). Diferentes credos consideran que una fuerza sobrenatural dio origen a la Tierra y a la vida mediante un acto instantáneo de creación.
Algunas culturas antiguas creían que determinados organismos se generaban espontáneamente.
Por ejemplo, los antiguos egipcios (400 a 300 años a.C.) creían que los gusanos, sapos, víboras y ratones se formaban así a partir del lodo del río Nilo. Esta idea y otras similares dieron origen a la teoría de la generación espontánea, la cual en realidad era sólo una hipótesis, ya que sugiere que la vida puede surgir de materia viva o no viva y que algunos organismos pueden aparecer en forma repentina y casi al azar, independientemente de sus progenitores.
Uno de los seguidores de esta hipótesis fue Aristóteles (384-322 a.C.), destacado filósofo y naturalista griego, quien afirmó que ciertos organismos –197– ranas, peces, gusanos e insectos se originaban no sólo por la reproducción sino también a partir de la tierra, suciedad o la materia orgánica en descomposición por la participación de una “fuerza activa”, supranatural. Según esta hipótesis, dicha fuerza podría encontrarse en cuatro elementos (tierra, agua, aire y fuego) e incluso la luz solar era capaz de dar vida a aquello que no la poseía.
Puede decirse que con Aristóteles la hipótesis de la generación espontánea adquirió un carácter formal e influyó notablemente durante muchos siglos.
Es a partir del siglo XVII (y hasta el siglo XIX) cuando se pone a prueba esta concepción.
Mediante el uso de experimentos sencillos y claros, se demuestra la falsedad de estas ideas.Algunos de estos experimentos los realizaron Francisco Redi, Lázaro Spallanzani y Luis Pasteur.
4. PANSPERMIA O TEORÍA COSMOZOICA
A principios del siglo XX, otra hipótesis trató de explicar el origen de la vida. Se le denomina panspermia y la propuso Arrhenius, en 1908.
La hipótesis de la panspermia supone que la vida en la Tierra se originó a partir de una espora o bacteria proveniente de otro planeta. Esta hipótesis causó una gran polémica, pero, en general, no fue aceptada por los científicos. Estos argumentaron que las condiciones del espacio sideral no pueden permitir la supervivencia, en condiciones normales, de los organismos; además, indicaron que no explica el origen de la vida en el planeta de donde hipotéticamente provenía la espora o bacteria.
5. LA TEORÍA FISICOQUÍMICA
Los fundadores de la teoría fisicoquímica fueron: El ruso Alejandro Oparin (en 1924) y el inglés Juan B. S. Haldane (en 1928) publicaron independientemente los resultados de sus trabajos con el mismo título: El origen de la vida.
Mediante sus publicaciones, Oparin y Haldane dieron a conocer una serie de conclusiones de notable similitud. Por este hecho, ambos científicos son reconocidos como los fundadores de la teoría fisicoquímica o quimiosintética del origen de la vida. Actualmente, esta teoría se ha enriquecido, y continúa haciéndolo, con las investigaciones y experimentaciones de muchos científicos.
Esta teoría establece que la vida surgió en la Tierra a través de un lento proceso de evolución química que va de lo inorgánico a lo orgánico y de ahí a lo biológico. Este punto de vista contrario al de la generación espontánea, explica el origen de la vida como un fenómeno natural en donde no intervienen fuerzas extrañas ni sobrenaturales.
Los hechos más relevantes de la teoría fisicoquímica
La edad de la TierraLa edad de la Tierra se ha estimado en 4 500 millones de años (ma), aproximadamente. Hace aproximadamente 3 800 ma la Tierra tenía ya una corteza formada y una atmósfera primaria compuesta por hidrógeno (H) y helio (He), principalmente; estos dos elementos se disiparon rápidamente debido a que las condiciones no favorecieron su retención y, casi al mismo tiempo, fueron sustituidos poco a poco por grandes cantidades de otros gases provenientes del centro de la Tierra que emergían a la superficie por medio de las fisuras y volcanes que se encontraban en la corteza. Estos eventos propiciaron la formación de la atmósfera secundaria, la cual contenía básicamente agua (H2O), nitrógeno (N2) y dióxido de carbono (CO2).
Los gases que originalmente formaron la atmósfera secundaria se modificaron, es decir, reaccionaron entre sí generando nuevos compuestos. El metano (CH4), amoníaco (NH3), ácido cianhídrico (HCN) y ácido sulfhídrico (H2S) son algunos ejemplos.
Posteriormente, el paulatino enfriamiento del planeta provocó que el vapor de agua presente en la atmósfera se condensara y precipitara en forma de torrenciales lluvias, las cuales arrastraron sales minerales de la superficie terrestre y conformaron los primeros océanos.
La evolución inorgánica
En esta etapa se formaron compuestos como el metano (CH4), amoníaco (NH3), ácido cianhídrico (HCN), formaldehído (H2CO), monóxido de carbono (CO), ácido sulhídrico (H2S) y, en pequeñas cantidades, oxígeno (O2), entre otros. Estos compuestos son llamados precursores.
La evolución orgánica
Por medio de una amplia variedad de interacciones entre los compuestos precursores y las condiciones ambientales surgieron una serie de compuestos orgánicos fundamentales para la vida. Entre éstos destacan los aminoácidos, los carbohidratos y el adenosín trifosfato (ATP).
Desarrollo de ARN y ADN
Hace 3 600 millones de años, aparecieron entre una gran variedad de sustancias, dos que iban a ser cruciales en el desarrollo posterior de la vida: el ácido ribonucleico (ARN) y el ácido desoxirribonucleico (ADN). Ambos compuestos actúan como un molde para la síntesis de proteínas y tienen la capacidad de duplicarse. Puede decirse que cuando un sistema precelular contó con estas sustancias obtuvo entonces la facultad de heredar sus características a otros sistemas.
FUENTE: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL. Conceptos Básicos 7 (Telesecundaria) En: http://www.colombiaaprende.edu.co/
B. MECANISMOS DE TRANSPORTE CELULAR
CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
Como ya se ha podido observar, las células presentan diferencias en cuanto a su forma, función y tamaño, etcétera, pero la principal diferencia entre las células es la presencia o ausencia del núcleo.
En 1937, el biólogo marino francés Eduardo Chatton publicó, en Egipto, un pequeño artículo donde sugería dos términos para las células: el término procariótico para describir a organismos como las bacterias y cianobacterias (algas azules) que no poseen núcleo celular; y el término eucariótico, para describir las células de las plantas, animales , hongos y protozoarios, los cuales presentan núcleo celular.
La mayoría de las células procarióticas son de tamaño pequeño, en comparación con las eucarióticas, generalmente de 1 μ a 10 micras (μ).
Los organismos procarióticos presentan su material genético disperso en el citoplasma, es decir, no rodeado por una membrana nuclear, por lo tanto no presentan formación de cromosomas.
Las células procarióticas tienen pocos o ningún organelo. Su división celular es directa. La célula se divide en dos, por fisión binaria, generalmente.
Las células eucarióticas se caracterizan por ser de mayor tamaño, que las procarióticas, generalmente de 10 μ a 100 μ.
En las células eucarióticas, el núcleo está rodeado por una doble membrana; contiene cromosomas compuestos por ADN.
Las células eucarióticas presentan organelos tales como mitocondrias, cloroplastos y retículo endoplasmático. En su división celular hay formación de cromosomas y, posiblemente, intercambio de material genético. Las divisiones que estas células realizan son los procesos de mitosis para producir otras células y meiosis para la formación de células reproductoras llamadas gametos (óvulo y espermatozoide).
MEMBRANA CELULAR
La célula está rodeada por una membrana, denominada "membrana plasmática". La membrana delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula. La membrana plasmática representa el límite entre el medio extracelular y el intracelular. Es de gran importancia para los organismos, ya que a través de elle se transmiten mensajes que permiten a las células realizar numerosas funciones. Es tan fina que no se puede observar con el microscopio óptico, siendo sólo visible con el microscopio electrónico.
Presenta las siguientes características:
• Es una estructura continua que rodea a la célula. Por un lado está en contacto con el citoplasma (medio interno) y, por el otro, con el medio extracelular que representa el medio externo.
• Contiene receptores específicos que permiten a la célula interaccionar con mensajeros químicos y emitir la respuesta adecuada.
COMPOSICIÓN QUÍMICA
En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos (grasas), proteínas y glúcidos (azúcares) en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente.
• Lípidos: En la membrana de la célula eucariota (posee membrana nuclear) encontramos tres tipos de lípidos: fosfolípidos, glucolípidos y colesterol.
• Proteínas: Son los componentes de la membrana que desempeñan funciones específicas de transporte, comunicación, etc.
• Glúcidos: Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas, están unidos a los lípidos (glucolípidos), o a las proteínas (glucoproteínas). Esta cubierta de glúcidos representan el carné de identidad de las células, constituyen la cubierta celular a la que se atribuyen funciones fundamentales:
Protege la superficie de las células de posibles lesiones
Confiere viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el deslizamiento de células en movimiento, como , por ejemplo, las sanguíneas
Presenta propiedades inmunitarias, es decir, de defensa, por ejemplo de las células sanguíneas Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular, particularmente importantes durante el desarrollo embrionario (del feto).
En los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide.
Las funciones de la membrana celular podrían resumirse en:
1. TRANSPORTE: la membrana permite el intercambio de materia entre el interior de la célula y su ambiente externo. Dependiendo de la masa de las moléculas que ingresan a la célula, el transporte puede ser de dos tipos:
A. TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE BAJA MASA MOLECULAR:
a) Transporte pasivo: Es el paso de moléculas de un lugar donde hay mayor concentración a uno donde existe menor concentración, es decir, no hay gasto de energía. Este tipo de transporte a su vez puede clasificarse en dos:
Difusión simple: es el movimiento de moléculas de una sustancia, a través de la membrana, desde una zona de mayor concentración de moléculas a una de menor concentración, a través de poros de la membrana.
Difusión facilitada: es el movimiento de moléculas de una sustancia, a través de proteínas transportadoras presentes en la membrana, desde una zona de mayor concentración a una de menor concentración.
Ósmosis. Es el movimiento de moléculas de agua a través de la membrana, es un caso especial de difusión
Ultrafiltración: En este proceso de transporte pasivo, el agua y algunos solutos pasan a través de una membrana por efecto de una presión hidrostática (presión del agua). El movimiento es siempre desde el área de mayor presión al de menor presión. La ultrafiltración tiene lugar en el cuerpo humano en los riñones y es debida a la presión arterial generada por el corazón. Esta presión hace que el agua y algunas moléculas pequeñas (como la urea, la creatinina, sales, etc.) pasen a través de las membranas de los capilares microscópicos de los glomérulos para ser eliminadas en la orina. Las proteínas y grandes moléculas como hormonas, vitaminas, etc., no pasan a través de las membranas de los capilares y son retenidas en la sangre.
b) Transporte activo: es el movimiento de moléculas (ingreso o salida), a través de las proteínas transportadoras de la membrana; desde una zona de baja concentración a otra de alta concentración. El proceso implica gasto de energía para la célula.
B. TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE ELEVADA MASA MOLECULAR: para el transporte de este tipo de moléculas existen tres mecanismos principales:
a) Endocitosis: consiste en la incorporación de partículas más grandes que el diámetro de los poros de la membrana. L membrana sufre una invaginación en la que se engloba la partícula a ingerir, se estrangula y surge una vacuola digestiva. Según la partícula ingerida, la Endocitosis se divide en dos:
Pinocitosis: se realiza cuando la célula capta sustancias disueltas en agua o líquidos.
Fagocitosis: se realiza cuando la célula capta una sustancia sólida.
b) Trancitosis: Es el conjunto de fenómenos que permiten a una sustancia atravesar el citoplasma celular, desde un extremo a otro de la célula.
c) Exocitosis: es el mecanismo por el cual las células expulsan del citoplasma, sustancias o productos de desecho para ser eliminados.
2. RECONOCIMIENTO Y COMUNICACIÓN: Gracias a moléculas situadas en la parte externa de la membrana, que actúan como receptoras de sustancias, una célula reconoce cuáles son sustancias útiles y cuáles son perjudiciales y pueden comunicarse dos células entre si para realizar funciones conjuntas.
FUENTES:
1. BECHARA, B. y otros. Ciencias Naturales 6. Ed. Santillana. Bogotá. 1999. 240 p.
2. MACIAS, J. Biociencias 6. Ed. Voluntad. Bogotá. 2008. 336 p.
