Introducción al estudio de la biología
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Introducción al Estudio de la Biología Prof. Víctor Lévano Lévano
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Introducción al Estudio de la Biología
Prof. Víctor Lévano Lévano
I.- La Biología y la medicina de la antigüedad:
La Biología como ciencia se gesta en Grecia gracias a Aristóteles (Filosofo) y Hipócrates de Cos (Médico):
Aristóteles: Considera al mundo como una gigantesca gradación de compuestos de materia y forma.
384 a. C. – 322 a. C.
La Biología y la medicina de la antigüedad:
Hipócrates: Para poder explicar qué es el hombre y qué rol tiene en el
mundo se basó en la mera observación; a partir de la utilización de la
observación empírica y de la colección de datos observables, se le
considera el fundador de la medicina experimental y el que independizó
a esta, de las prácticas religiosas de su tiempo. Según Hipócrates el
médico debía tener la capacidad de observar dónde estaba el mal
funcionamiento del organismo para luego corregirlo; en síntesis: basaba la
práctica médica en la suma de conocimientos naturales. Según él, la
misión del médico es aliviar el dolor, la medicina no es más ni menos que
un arte, el arte de curar.
460 a. C. - 370 a. C.
El Nacimiento de la Biología Experimental:
Malpighi, Harvey y sobre todo Leeuwenhoek son considerados
como los creadores del método experimental en Biología.
La Biología abarca muchas Ciencias (física, química, etc.) ya que
estudia diferentes aspectos de los seres vivos: Composición
química, fenómenos físicos, organización y evolución, origen, sus
interacciones entre los mismos y factor abiótico.
El Nacimiento de la Biología Experimental:
Iniciados los años del sigo XIX se cuña la palabra Biología, referida a
ciencia que estudia a los seres vivos, atribuida al naturalista Jean
Baptiste Lamarck, que propuso la primera teoría de
la evolución basada en especulaciones.
En cambio, abalado por gran cantidad de experiencias y
pruebas, Darwin expone en su libro "El origen de las especies" una
innovadora teoría de la evolución de los seres vivos. Lo que no
puede explicar Darwin es el fenómenos de la herencia, en donde
Mendel si tuvo éxito, siendo reconocido como el fundador de
la Genética Clásica.
El Nacimiento de la Biología Experimental: Mathias Schleiden y Theodor Schwann (1840), y
Virchow (1855) comparten mérito por la
formulación de la TEORÍA CELULAR.
Biología en el Siglo XX:
Genes: porciones de ADN.
Cromosomas: portadores de la herencia.
ADN (Ácido Desoxirribonucleico):
forma parte de los cromosomas, y a través de él se transmiten las características genéticas.
Biología en el Siglo XX: Watson & Crick proponen un modelo molecular de como está
ordenada la información genética, teniendo en cuenta los datos
publicados de otros investigadores, describiendo una doble
hélice (una estructura espiral de dos
cadenas antiparalelas y complementarias). Explicando
además que el ADN se autoduplica, siendo disparador para
comprender los fenómenos de la herencia. Luego, se descubre
que el Código Genético es Universal. Mediante el Código
Genético la información genética contenida en el ADN se
traduce a distintas proteínas.
II.- CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
Hay características más visibles, a simple vista y a mera intuición, que otras en los seres vivos que lo diferencian de un objeto inerte; aunque este último puede presentar alguna característica de los seres vivos, como alguna de las siguientes particularidades:
Ø movimiento.Ø Crecimiento, desarrollo.Ø Reproducción y comportamiento.
Pero llegar a clasificar las características de los seres vivos, se postuló, anteriormente la Teoría Celular.
TEORÍA CELULAR:
· La unidad más pequeña que se considera organismo o ser vivo es: La célula.
· Las células se originan de otras células, y su continuidad se mantiene a través del material genético.
· Los Seres Vivos:
ü están compuestos de células, y sus productos.
ü sus propiedades dependen de las propiedades de sus células, de la interacción entre las mismas y de sus productos celulares.
Todos los seres vivos presentan las siguientes características:01) ...están constituidos por células.
02) ...crecen y se desarrollan.
03) ...poseen metabolismo: transformaciones químicas de la célula. Hay reacciones Catabólicas (degradan moléculas) y Anabólicas (sintetizan moléculas).
04) ...es un sistema Abierto: el ambiente le provee materia y energía, que también lo devuelven al medio, y conservan su integridad gracias a este intercambio.
05) ...modifican el medio en que se encuentran: Puede ser perceptible, o no.
06) ...son irritables: responden a estímulos.
Todos los seres vivos presentan las siguientes características:
07) ...tienen la capacidad de Homeostasis, es decir: mantiene su medio interno relativamente constante a pesar de los cambios que ocurren en el exterior.
08) ...se reproducen, esto sucederá hasta que algo le impida hacerlo: llegado el caso se produce la extinción, en caso contrario puede originar, a través de generaciones, nuevas especies.
09) ...están formado por el mismo tipo de materia que los elementos inertes: la diferencia radica -entre otras-químicamente en la proporción de átomos y su organización, su combinación y relación entre si.
Todos los seres vivos presentan las siguientes características:
10) ...están formados -mayoritariamente. por seis
elementos: CHNOPS formando moléculas orgánicas,
habiendo cuatro grupos: Hidratos de carbono, Lípidos,
Proteínas y Ácidos Nucleicos, que forman estructuras; no así
lo hacen las sales y el agua, que comprenden el medio
interno del organismo, donde se asientan las moléculas
orgánicas y ocurren las reacciones químicas, permitiendo el
desarrollo de la vida; pero un ser vivo no es simplemente un
conjunto de átomos.
Todos los seres vivos presentan las siguientes características:
11) Además de todas estas características, es
importante aclarar que Todo ser
Vivo tiene ORGANIZACIÓN
AUTOPOIÉTICA: Capaz de autoproducirse; es
decir que produce sus propios componentes y
éstos a lo que lo produjeron
III.- NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA
01) ... Nivel Celular. (una Bacteria).
02) ... Nivel de colonias y tejidos: Colonias unicelulares: máximo nivel de organización de seres vivos unicelulares, donde hay sutiles diferencias celulares con un notable división del trabajo, tanto en reproducción y alimentación, como colonia de Protozoos. Tejidos de pluricelulares: Esponja.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA
03) ...Nivel de Órganos: Formados por tejidos que requieren cierto orden para cumplir una función común. (un Platelminte).
04) ...Nivel de Sistemas de órganos: Formados por órganos. Cuando los órganos actúan conjuntamente para cumplir una función determinada dentro del ser vivo: por ej.: Sist. Circulatorio, Respiratorio y Digestión. (Un Ser humano).
05) ...Nivel de Individuo: son individuos cada ser de cada nivel de organización.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA
06) ...Nivel de Población: Conjunto de individuos de la misma especie (mismo lugar, mismo tiempo).
07) ...Nivel de Comunidad: Conjunto de Poblaciones, interactuando entre sí que puede ser neutro, positivo o negativo (pueden o no compartir el mismo hábitat).
08) ...Nivel de Ecosistemas: Conjunto de Comunidades interactuando + 1/2 ambiente.
09) ...Nivel de Biosfera: Planeta.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA
AL HABER DISTINTOS TIPOS DE
COMPLEJIDAD, ENTONCES NO SE
CORRESPONDE HABLAR DE SERES
SIMPLES Y COMPLEJOS, SINO DE
DIFERENTES TIPOS DE COMPLEJIDAD.
IV.- Organismos Pluricelulares:
No todas las células se dividen durante su crecimiento, y no todas lo hacen al mismo
ritmo, ni adquieren el mismo aspecto, ni cumplen las mismas funciones; sino que
cada célula se especializan en diferentes tareas y forman distintas estructuras dando
origen a diferentes órganos y partes que conforman a un individuo.
Ø Formado por muchas células, y por ende se encuentran rodeadas por otras células y
sustancia intercelular; se deduce que no todas sus células están en contacto con el
medio externo, las que sí lo hacen pueden intercambiar materia y energía directa con él.
Ø Las células que no tienen esta posibilidad, el organismo lo soluciona mediante
sistemas complejos (Sistema Circulatorio, respiratorio, etc...).
Ø Están restringidos a vivir en ambientes aeróbicos.
En conclusión: en el organismo pluricelular hay alta división del trabajo donde
cumplen funciones específicas.
IV.- Organismo Unicelulares:
Crecen, pero continúan siendo una sola unidad, que
cuando llega a cierto tamaño se divide originando
dos organismo individuales.
Ø Formado por una sola unidad celular.
Ø Su limitación está dada por su membrana
plasmática, siendo capaz de intercambiar material
directamente con el medio ambiente.
Ø Pueden o no vivir en ambientes aeróbicos
(capacidad propia de los seres unicelulares).
IV.- Virus, Viroides y Priones:
Los virus, viroides y priones no son
considerados seres vivos, por no presentar
características de los seres vivos, aunque estén:
Ø Formados por moléculas orgánicas; y tengan...
Ø capacidad de reproducirse a expensas de un
ser vivo. ¿necesariamente parasitarios?.
V.- Evolución biológica
La evolución biológica es el conjunto
de transformaciones o cambios a través
del tiempo que ha originado la
diversidad de formas de vida que
existen sobre la Tierra a partir de un
antepasado común.
V.- Evolución biológica
Dos naturalistas, Charles Darwin y
Alfred Russel Wallace, propusieron en
forma independiente en 1858 que la
selección natural es el mecanismo
básico responsable del origen de nuevas
variantes genotípicas y, en última
instancia, de nuevas especies.
V.- Evolución biológica Actualmente, la teoría de la evolución combina las propuestas
de Darwin y Wallace con las leyes de Mendel y otros avances
posteriores en la genética; por eso se la denomina síntesis
moderna o «teoría sintética». Según esta teoría, la evolución
se define como un cambio en la frecuencia de los alelos de
una población a lo largo de las generaciones. Este cambio
puede ser causado por diferentes mecanismos, tales como la
selección natural, la deriva genética, la mutación y la
migración o flujo genético.
V.- Evolución biológica
V.- Evolución biológica
V.- Evolución biológica
VI.- Cosmogénesis
la teoría del Big Bang o teoría de la gran
explosión es un modelo científico que trata
de explicar el origen del Universo y su
desarrollo posterior a partir de una
singularidad espaciotemporal.
VI.- Cosmogénesis
El término "Big Bang" se utiliza tanto
para referirse específicamente al
momento en el que se inició la
expansión observable del Universo,
como en un sentido más general para
referirse al paradigma cosmológico que
explica el origen y la evolución del
mismo.
VII.- Biogénesis Teoría de la generación espontánea.
La tesis de la generación espontánea fue defendida por Aristóteles,
quien afirmaba que era una verdad patente que los pulgones surgían
del rocío que cae de las plantas, las pulgas de la materia en
putrefacción, los ratones del heno sucio o los cocodrilos de los troncos
en descomposición en el fondo de las masas acuáticas. Todos ellos se
originaban a partir de una fuerza vital a la que nombró entelequia. El
término αυτοματικóς empleado por Aristóteles significa «fabricado por
sí mismo».
VII.- Biogénesis Darwin
«Se dice a menudo que hoy en día están presentes todas las condiciones
para la producción de un organismo vivo, y que pudieron haber estado
siempre presentes. Pero si pudiéramos concebir que en algún charquito
cálido, encontrando presentes toda suerte de sales fosfóricas y de amonio,
luz, calor, electricidad, etc., que un compuesto proteico se formara por
medios químicos listo para sufrir cambios aún más complejos, al día de
hoy ese tipo de materia sería instantáneamente devorado o absorbido, lo
que no hubiera sido el caso antes de que los seres vivos aparecieran.»
VII.- Biogénesis Oparin
En su obra El origen de la vida en la Tierra, Oparin exponía una teoría
quimiosintética en la que una «sopa primitiva» de moléculas orgánicas
se pudo haber generado en una atmósfera sin oxígeno a través de la
acción de la luz solar. Éstas se combinarían de una forma cada vez más
compleja hasta quedar disueltas en una gotita de coacervado. Estas
gotitas crecerían por fusión con otras y se reproducirían mediante fisión
en gotitas hijas, y de ese modo podrían haber obtenido un metabolismo
primitivo en el cual los factores que asegurarían «integridad celular»
sobrevivirían y aquellos que no acabarian extinguiéndose.
VII.- Biogénesis Origen de las moléculas orgánicas -
Los experimentos de Miller
VII.- Biogénesis Hipótesis del mundo de ARN
La hipótesis del mundo de ARN propone que el
ARN fue la primera forma de vida en la Tierra,
desarrollando posteriormente una membrana
celular a su alrededor y convirtiéndose así en
la primera célula procariota.
Hipótesis del mundo de ARN
La capacidad de la autoduplicación o de duplicar otras
moléculas de ARN. Se han producido en el laboratorio
moléculas relativamente cortas de ARN. Las más cortas
eran de una longitud de 165 bases aunque se ha
estimado que sólo parte de estas bases eran cruciales
para esta función. Una versión cuya longitud era de 189
pares de bases obtenía una fidelidad de copia del 98.9%,
lo que significaría que podría hacer una copia exacta de
una molécula de ARN tan larga como ella misma.
Hipótesis del mundo de ARN
La capacidad de catalizar reacciones
químicas sencillas que aumentan la
creación de los monómeros del ARN. Se
han creado en el laboratorio moléculas
relativamente pequeñas de ARN en el
laboratorio con esa capacidad de
manera artificial.
Hipótesis del mundo de ARN
La capacidad de formar enlaces peptídicos para
producir péptidos cortos y ocasionalmente
proteínas enteras. Esto se efectúa en las células
modernas por los ribosomas, un complejo de dos
moléculas grandes de ARN conocidas como ARN
ribosómico junto con otras proteínas. Se piensa
que las dos moléculas de ARNr son las
responsables de esta actividad enzimática.
Biología celular La biología celular o bioquímica 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.
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.
Biología Molecular
Biología Molecular
