Subido por Juan Francisco Loaiza Segura

Integracion de conceptos de biología celular

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Biología Celular y Molecular
Medicina Veterinaria
MSc. Gerson Renato Gabriel Ochaeta Constanza
gersonochaeta@Hotmail.com
1
Integra
conocimientos de
biología celular
Introducción a la
biología celular
Definición de
biología celular
Características de
los seres vivos
Introducción a la biología celular y molecular
¿Qué significa estar vivo?
Las personas, las petunias y las algas de un estanque están
vivos; las piedras, la arena y las brisas de verano, no.
¿Pero cuáles son las propiedades fundamentales que
caracterizan a los seres vivos y los distinguen de la materia
inerte?
La respuesta comienza con un hecho básico que, en la actualidad, los
biólogos dan por supuesto, pero que marcó una revolución en el
pensamiento cuando fue establecido por primera vez hace 170 años.
Todos las organismos vivos están formados por células
¿Qué es una célula?
¿Qué es una célula?
Son unidades pequeñas rodeadas de una membrana que contienen
una solución acuosa concentrada de sustancias químicas y dotadas de
la extraordinaria capacidad para crear copias de sí mismas mediante el
crecimiento y la división en dos células (fisión).
Las células aisladas son las formas de vida más simples. Los organismos
superiores, como el hombre, son comunidades de células que derivan
del crecimiento y la división de una célula fundadora única: cada
animal, vegetal u hongo es una colonia extensa de células individuales
que cumplen funciones especializadas, coordinadas por sistemas
complejos de comunicación
Las células, por lo tanto, son las unidades fundamentales de la vida, y la
biología celular es el medio al que debemos recurrir para encontrar la
respuesta a la pregunta de qué es la vida y cómo funciona.
Con una comprensión más profunda de la estructura, la función, el
comportamiento y la evolución de las células, podemos comenzar a
tratar los grandes problemas históricos de la vida en la Tierra: sus
orígenes misteriosos, su diversidad asombrosa y la invasión de cada
hábitat concebible.
Además, la biología celular puede proporcionarnos respuestas a los
interrogantes sobre nosotros mismos:
• ¿De dónde venimos?
• ¿Cómo nos desarrollamos a partir de un solo oocito fecundado?
• ¿Cómo es que cada uno de nosotros es diferente de otras personas
de la Tierra?
• ¿Por qué enfermamos, envejecemos y morimos?
¿Qué es una célula?
¿Qué es Biología?
¿Qué es biología?
“Ciencia de la vida”
La Biología es una ciencia cuyo objetivo fundamental es la comprensión
de todos aquellos procesos celulares, que contribuyen a que la
información genética se transmita eficientemente de unos seres a
otros, y se exprese en los nuevos individuos.
¿Y la biología celular y molecular?
La Biología Molecular es la disciplina científica que tiene como objetivo
el estudio de los procesos que se desarrollan en los seres vivos desde
un punto de vista molecular.
El estudio de la estructura, función y composición de las moléculas
biológicamente importantes.
Esta área esta relacionada con otros campos de la Biología y la Química,
particularmente Genética y Bioquímica.
La biología molecular concierne principalmente al entendimiento de las
interacciones de los diferentes sistemas de la célula, lo que incluye
muchísimas relaciones, entre ellas las del ADN con el ARN, la síntesis de
proteínas, el metabolismo, y el cómo todas esas interacciones son
reguladas para conseguir un afinado funcionamiento de la célula.
Al estudiar el comportamiento biológico de las moléculas que
componen las células vivas, la Biología molecular roza otras ciencias
que abordan temas similares: así, p. ej., juntamente con la Genética se
interesa por la estructura y funcionamiento de los genes y por la
regulación (inducción y represión) de la síntesis intracelular de enzimas
(v.) y de otras proteínas.
Con la Citología, se ocupa de la estructura de los corpúsculos
subcelulares (núcleo, nucléolo, mitocondrias, ribosomas, lisosomas,
etc.) y sus funciones dentro de la célula.
Con la Bioquímica estudia la composición y cinética de las enzimas,
interesándose por los tipos de catálisis enzimática, activaciones,
inhibiciones competitivas o alostéricas, etc.
También colabora con la Filogenética al estudiar la composición
detallada de determinadas moléculas en las distintas especies de seres
vivos, aportando valiosos datos para el conocimiento de la evolución.
La biología celular es una disciplina académica que se encarga del
estudio de las células en cuanto a lo que respecta a las propiedades,
estructura, funciones, orgánulos que contienen, su interacción con el
ambiente y su ciclo vital.
¿Qué instrumento ha permitido el avance de
la biología celular y molecular?
¿Qué es el microscopio?
El microscopio (del griego μικρός micrós, ‘pequeño’, y
σκοπέω scopéo, ‘mirar’)​ es una herramienta que
permite observar objetos que son demasiado
pequeños para ser observados a simple vista.
Con la invención del microscopio óptico fue posible observar
estructuras nunca antes vistas por el hombre, las células. Esas
estructuras se estudiaron más detalladamente con el empleo de
técnicas de citoquímica y con la ayuda fundamental del microscopio
electrónico.
La biología celular se centra en la comprensión del funcionamiento de
los sistemas celulares, de cómo estas células se regulan y la
comprensión del funcionamiento de sus estructuras. Una disciplina afín
es la biología molecular.
Características de los seres vivos
Historia de la Biología
La historia de la biología remonta el estudio de los seres vivos desde
la Antigüedad hasta la época actual.
Aunque el concepto de biología como ciencia en si misma nace en
el siglo XIX, las ciencias biológicas surgieron de tradiciones
médicas e historia natural que se remontan a el Āyurveda, la medicina
en el Antiguo Egipto y los trabajos de Aristóteles y Galeno en el
antiguo mundo grecorromano.
La microscopíareveló el mundo, antes desconocido, de
los microorganismos, sentando las bases de la teoría celular. La
importancia creciente de la teología natural, en parte una respuesta al
alza de la filosofía mecánica, y la pérdida de fuerza del argumento
teleológico impulsó el crecimiento de la historia natural.
¿Qué es un ser vivo?
8 características
1. Tienen una estructura compleja y están formados
mayoritariamente por moléculas orgánicas (proteínas, lípidos,
carbohidratos y ADN/ARN) e inorgánicas (agua, sales, minerales,
gases). Ésta estructura compleja está altamente organizada y según
la teoría celular, se define a la célula como la mínima unidad de la
vida.
2. Presentan distintos niveles de organización y complejidad.
A aquellos organismos que consisten en una sola célula se los llama
unicelulares (por ej. los protistas) y son microscópicos.
En las formas de vida multicelulares, las células de un tipo similar se
coordinan para formar los tejidos (por ej. tejido nervioso). Varios tipos
de tejidos se combinan a su vez para dar órganos (por ej. el cerebro
formado por tejido nervioso, conjuntivo y sangre). Varios órganos, que
en conjunto desempeñan una misma función, forman un sistema de
órganos (por ej. sistema nervioso formado por los órganos cerebro,
médula espinal, órganos de los sentidos y los nervios).
3. Mantienen las condiciones internas relativamente constantes,
proceso denominado homeostasis (del griego “permanecer sin
cambio”). Gran parte de la energía de un ser vivo se destina en la
homeostasis y las condiciones que se deben regular son la temperatura
corporal, el pH, contenido de agua, y concentración de electrolitos
4. Responden a estímulos. Los organismos vivos perciben y responded
a estímulos de sus ambientes externos e internos. Los animales han
desarrollado órganos sensoriales que les permiten detectar y
responder a la luz, sonidos, sustancias químicas y otros.
5. Metabolizan. Obtienen, utilizan y convierten materiales y energía de
su ambiente para metabolizarlo. Los organismos adquieren átomos y
moléculas (nutrientes) del aire, agua, suelo o de otros seres vivos. La
suma de todas las reacciones químicas de la célula que permiten su
crecimiento, conservación y reparación, recibe el nombre de
metabolismo.
6. Crecen. En todos los casos el crecimiento implica la conversión de
materiales obtenidos del ambiente para forma las moléculas
específicas del organismo. Esta característica es evidente en el caso de
las plantas, aves, mamíferos; los cuales nacen pequeños y
experimentan un gran crecimiento a lo largo de su ciclo de vida. Sin
embargo las bacterias unicelulares también crecen hasta casi el doble
de su tamaño original antes de dividirse.
7. Se reproducen. La continuidad de la vida se debe a que los
organismos dan origen a descendientes del mismo tipo. Aunque los
procesos reproductivos son diversos el resultado es el mismo: la
perpetuación del material genético de los progenitores (padres).
8. Evolucionan. Aunque la estructura genética de un solo organismo
prácticamente no cambia durante toda su vida, la composición genética
de una especie como un todo cambia conforme pasan las
generaciones.
Ecología
La ecología es la rama de la biología que estudia las relaciones de los
diferentes seres vivos entre sí y con su entorno: «la biología de
los ecosistemas» (Margalef, 1998, p. 2).
Estudia cómo estas interacciones entre los organismos y
su ambiente afectan a propiedades como la distribución o la
abundancia.
En el ambiente se incluyen las propiedades físicas y químicas que
pueden ser descritas como la suma de factores abióticos locales, como
el clima y la geología, y los demás organismos que comparten ese
hábitat (factores bióticos)
Niveles de organización celular
La biología se ocupa de analizar jerarquías o niveles de organización
que van desde la célula a los ecosistemas.
Este concepto implica que en el universo existen diversos niveles de
complejidad.
Por lo tanto es posible estudiar biología a muchos niveles, desde un
conjunto de organismos (comunidades) hasta la manera en que
funciona una célula o la función de las moléculas de la misma.
En orden decreciente mencionaremos los principales niveles de
organización:
Biosfera: La suma de todos los seres vivos
tomados en conjunto con su medio
ambiente.
En esencia, el lugar donde ocurre la vida,
desde las alturas de nuestra atmósfera hasta
el fondo de los océanos o hasta los primeros
metros de la superficie del suelo (o digamos
mejor kilómetros sí consideramos a las
bacterias que se pueden encontrar hasta
una profundidad de cerca de 4 Km. de la
superficie).
Dividimos
a
la
Tierra
en atmósfera (aire), litosfera (tierra
firme), hidrosfera (agua), y biosfera (vida).
Ecosistema: La relación entre un
grupo de organismos entre sí y su
medio ambiente. Los científicos a
menudo hablan de la interrelación
entre los organismos vivos. Dado,
que de acuerdo a la teoría de
Darwin los organismos se adaptan a
su medio ambiente, también deben
adaptarse a los otros organismos de
ese ambiente.
Comunidad: Es la relación entre grupos
de diferentes especies. Por ejemplo, las
comunidades del desierto pueden
consistir en conejos, coyotes, víboras,
ratones, aves y plantas como los cactus.
La estructura de una comunidad puede
ser alterada por cosas tales como el
fuego, la actividad humana y la
sobrepoblación.
Especie: Grupo de individuos similares que
tienden a aparearse entre sí dando origen a
una cría fértil. Muchas veces encontramos
especies descriptas, no por su reproducción
(especies biológicas) sino por su forma
(especies anatómicas).
Poblaciones: Grupos de
individuos similares que
tienden a aparearse entre
sí en un área geográfica
limitada. Esto puede ser
tan sencillo como un
campo con flores separado
de otro campo por una
colina sin flores.
Individuo: Una o más células
caracterizadas por un único
tipo
de
información
codificada en su ADN.
Puede ser unicelular o
multicelular.
Los individuos multicelulares
muestran
tipos
celulares
especializados y división de
funciones en tejidos, órganos
y sistemas.
Sistema:
(en
organismos
multicelulares).
Grupo de células, tejidos y órganos
que están organizados para
realizar una determinada función,
p.ej. el sistema circulatorio.
Órganos:
(en
organismos
multicelulares).
Grupo de células o tejidos que
realizan
una
determinada
función.
Por ejemplo el corazón, es un
órgano que bombea la sangre en
el sistema circulatorio.
• Tejido: (en organismos multicelulares).
Un grupo de células que realizan una
determinada función. Por ejemplo
el tejido muscular cardíaco.
• Célula: la más pequeña unidad
estructural de los seres vivos capaz de
funcionar independientemente. Cada
célula tiene un soporte químico para la
herencia (ADN), un sistema químico
para adquirir energía etc.
• Organela: una subunidad de la célula.
Una organela se encuentra relacionada
con una determinada función celular
p.ej. la mitocondria (el sitio principal de
generación de ATP en eucariotas).
• Moléculas, átomos, y partículas
subatómicas: los niveles funcionales
fundamentales de la bioquímica.
Método Cientifico
¿Conocimiento?
La adquisición del conocimiento requiere una serie de etapas y pasos a lo
largo del tiempo; para ello, es necesaria la base teórica que mejora el
proceso de comprensión del conocimiento.
A través de la epistemología se explica dicho proceso, la cual deriva de dos
vocablos griegos: episteme conocimiento y logía estudio.
En la mayoría de los textos la palabra epistemología es aquella ciencia, o
parte de la ciencia encargada de la teoría del conocimiento; Aristóteles la
reconocía como la ciencia que pretende conocer las cosas en su esencia y en
sus causas.
Por lo tanto, la Epistemología es la ciencia que estudia qué y cómo es el
conocimiento científico, la epistemología fundamenta los
conocimientos considerados verdaderos de las que sólo son creencias,
para obtener como producto el conocimiento científico.
¿Qué es conocer?
• No existe una definición precisa del conocimiento, a pesar de que es una
actividad de la vida diaria.
• Conocer es agrupar las cosas que se saben de los objetos, sus cualidades,
características, formas, entre otras.
• La Real Academia de la Lengua Española define conocer como el proceso
de averiguar por el ejercicio de las facultades intelectuales la naturaleza,
cualidades y relaciones de las cosas, conocer es un proceso a través de
cual, un individuo se hace consciente de su realidad y en éste se presenta
un conjunto de representaciones sobre las cuales no existe duda de su
veracidad.
Con la información acerca de un “algo” o “alguien”, se tiene la
capacidad de describir sus características, con seguridad se asevera que
se conoce, ya que se posee ese “conocimiento”. Cuando un asunto es
de interés, la actitud natural es indagar, reunir datos, ampliar o
investigar los conocimientos y/o fenómenos.
A la actitud “natural” de indagar o ir tras la huella, se le conoce como
investigar, sin embargo no toda investigación es considerada como
Investigación científica; porque para referirnos a investigación
científica debería de cumplir con ser “un procedimiento reflexivo,
sistemático, controlado y crítico que tiene por finalidad descubrir o
interpretar los hechos y fenómenos, relaciones y leyes de un
determinado ámbito de la realidad.
La diferencia entre cualquier investigación y la Investigación científica,
radica precisamente en que ésta última posee un Método, que se
define como: el camino a seguir para llegar a cierto fin, la serie de
pasos, reglas, procedimientos, fijados de antemano para llegar a esa
meta.
Sin embargo el método no tiene valor aisladamente, solo tiene valor
cuando sirve como mecanismo de interrelación entre el sujeto
(investigador) y el objeto (lo investigado).
¿Qué método utilizamos?
El método más utilizado para obtener conocimientos ciertos o
probables, es el Método Científico definido como un conjunto de pasos
para generar conocimientos válidos, por medio de instrumentos
confiables que permitan la replicabilidad de los resultados, es decir la
capacidad de repetir los experimentos en cualquier lugar y por
cualquier persona.
Pasos del método científico
Observación: Consiste en la recopilación de hechos acerca de un problema o
fenómeno natural que despierta nuestra curiosidad. Las observaciones
deben ser lo más claras y numerosas posible, porque han de servir como
base de partida para la solución.
Hipótesis: Es la explicación que nos damos ante el hecho observado. Su
utilidad consiste en que nos proporciona una interpretación de los hechos de
que disponemos, interpretación que debe ser puesta a prueba por
observaciones y experimentos posteriores. Las hipótesis no deben ser
tomadas nunca como verdaderas, debido a que un mismo hecho observado
puede explicarse mediante numerosas hipótesis.
El objeto de una buena hipótesis consiste solamente en darnos una
explicación para estimularnos a hacer más experimentos y observaciones.
Pasos del método científico
Experimentación: Consiste en la verificación o comprobación de la hipótesis.
La experimentación determina la validez de las posibles explicaciones que
nos hemos dado y decide el que una hipótesis se acepte o se deseche.
Teoría: Es una hipótesis en cual se han relacionado una gran cantidad de
hechos acerca del mismo fenómeno que nos intriga. Algunos autores
consideran que la teoría no es otra cosa más que una hipótesis en la cual se
consideran mayor número de hechos y en la cual la explicación que nos
hemos forjado tiene mayor probabilidad de ser comprobada positivamente.
Ley: Consiste en un conjunto de hechos derivados de observaciones
y experimentos debidamente reunidos, clasificados e interpretados que se
consideran demostrados. En otras palabras la ley no es otra cosa que
una hipótesis que ha sido demostrada mediante el experimento. La ley nos
permite predecir el desarrollo y evolución de cualquier fenómeno natural.
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