LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS
Una de las características fundamentales de los seres vivos es su capacidad para llevar a cabo las denominadas funciones vitales. Dichas funciones son la nutrición, que permite intercambiar materia y energía con el medio que las rodea; la relación, por la que pueden detectar los cambios de dicho ambiente y reaccionar a ellos; y la reproducción, que les hace capaces de generar copias de si mismos y, así, perpetuarse.
LAS FUNCIONES DE LA NUTRICIÓN
La nutrición es el conjunto de procesos por el que los organismos intercambian materia y energía con su entorno.
* La nutríón en las células *
Los procesos de la nutrición que lleva a cabo cualquier célula se desarrollan siempre en tres fases: la entrada de materiales, la utilización de la materia y de la energía, y la excreciónde los productos de desecho.
*La entrada de materiales a la célula.*
Las sustancias necesarias para la nutrición (nutrientes) entran en las células a través de mecanismos de transporte controlados por la membrana plasmática. Las grandes partículas de alimento o las moléculas orgánicas complejas deben ser previamente sometidas a una digestión que las transforme en moléculas sencillas capaces de atravesar la membrana.
La digestión puede ser intracelular o extracelular.
LA INCORPORACIÓN DE NUTRIENTES.
La membrana celular, (que es la estructura encargada de seleccionar las sustancias que deben entrar y salir de la célula).
El paso de sustancias se efectúa por medio de diversos mecanismos que dependen de las sustacias que se van a transportar. Se pueden agrupar en dos tipos: el transporte de maléculas pequeñas y el transporte de grandes partículas.
*El transporte de moléculas pequeñas*
Las sustancias pequeñas se transportan por dos mecanismos.
Se realiza sin consumo de energía, ya que las sustancias se desplazan a favor de gradiente concentración, es decir, desde la zona en la que la concentración es mayor hacia la zona en la que es menor.
las moléculas o iones se mueven contra gradiente concentración, es decir, desde la zona menos concentrada hacia la más concentrada. Para impulsar este transporte, se necesita energía, aportada por el ATP.
*El transporte de grandes partículas*
Las células disponen de medios para introducir en su citoplasma, o expulsar al exterior, macromoléculas y grandes partículas, que, por ser demasiado grandes, no pueden atravesar la membrana plasmática.
Estos medios siempre implican la formación de vesículas debido a la deformación de la membrana plasmática; son la exocitosis y la endocitosis.
es un proceso de expulsión de productos de desecho o de secreción.
es el proceso de incorporación de grandes partículas al interior de la célula.
Según el tipo de sustancias que la célula incorpora, se distinguen dos tipos de mecanismos de endocitosis: la fagocitosis, cuando la célula introduce grandes partículas sólidas; y la pinocitosis, cuando la célula introduce líquidos con pequeñas moléculas disueltas.
EL METABOLISMO
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas, aceleradas por enzimas, que se producen en el interior de las células.
Las reacciones químicas del metabolismo que ocurren en las células presentan una serie de caraterísticas comunes.
– Están catalizadas por enzimas específicas.
– Están encadenadas en rutas metabólicas.
– Son procesos de oxidación-reducción (redox). La oxidación es el proceso químico por el cual una sustancia, llamada dador de electrones o agente reductor, pierde electrones. Por el contrario, la reducción es la ganancia de electrones. La molécula que los acepta se reduce.
*Los tipos de procesos del metabolismo*
El metabolismo se divide en dos tipos de procesos:
–
El catabolismo o fase destructiva:
Son reacciones exergónicas, en las que moléculas complejas y reducidas son degradadas a otras moléculas más sencillas y oxidadas. Son procesos catabólicos… La respiración celular y la fermentación.
–
*Los intermediarios del metabolismo*
Los procesos del metabolismo celular están acoplados, de manera que la energía y los electrones que generan las reacciones del catabolismo son consumidos por las del anabolismo. Pero como estos procesos no ocurren ni de forma simultánea, ni en el mismo lugar de la célula, se necesitan unas sustancias, los intermediarios del metabolismo, que transporten la energía, los electrones desde donde se generan hasta donde se necesitan. Estos intermediarios son el ATP y los coenzimas transportadores de electrones.
CATABOLISMO Y OBTENCIÓN DE ENERGÍA
Una gran parte del catabolismo de las células, autótrofas está encaminado a la obtención de energía.
En la mayoría de las células, la GLUCOSA es la molécula de la que parten todos estos procesos. Su oxidación con fines energéticos puede resumirse en dos etapas: la glucólisis y la oxidación del ácido pirúvico.
–
la molécula de glucosa, se convierte en dos moléculas de ácido pirúvico. El proceso libera energía, que se utiliza para formar 2 ATP.
–
–
–
*Las fermentaciones*
Las fermentaciones son procesos anaerobios en los que las células obtienen energía oxidando parcialmente la glucosa, que se transforma en otra molécula orgánica (ácido láctico, etanol…). El rendimiento energético se limita a las dos moléculas de ATP obtenidas en la glucólisis.
*La respiración celular*
Es la oxidación completa de una molécula de glucosa, que se transforma, en presencia de O ,en varias moléculas inorgánicas (de CO y H O). En el proceso se libera energía para sintetizar 38 moléculas de ATP.
EL ANABOLISMO
El anabolismo es el conjunto de procesos que conducen a la síntesis de moléculas complejas y requieren la incorporación de energía.
El resultado de estos procesos es la formación de proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, lípidos y otras moléculas complejas, que pasan a formar parte de los componentes celulares.
*La fotosíntesis*
La fotosíntesis es el proceso anabólico en el que las células fotoautótrofas sintetizan materia orgánica, como la glucosa, a partir de materia inorgánica (CO y H O), utilizando la energía de la luz.
Este proceso es posible porque estas células contienen clorofila que son capaces de transformar la energía luminosa en energía química.
La fotosítesis tiene lugar en dos etapas:
la fase luminosa y la fase oscura.
–
La fase luminosa se produce solo en presencia de la luz y se realiza en la membrana de los tilacoides de los cloroplastos, lugar donde se localiza la clorofila. Se puede resumir en los siguientes acontecimientos:
_La energía de luz captada por la clorofila se utiliza para romper una molécula de H O en un proceso llamado fotolísis del agua.
_La rotura del agua libera O a la atmósfera , y electrones y H+ que se utilizan para reducir moléculas de NADP+ a NADPH.
_Parte de la energía de la luz se emplea para sintetizar ATP a partir de ADP y Pi.
De esta forma, la energía luminosa se transforma en energía química: ATP y NADPH.
*La quimiosíntesis*
Las células quimioautótrofas sintetizan materia orgánica a partir de materia inorgánica, utilizando como fuente de energía la que se desprende de ciertas reacciones químicas exergónicas.
LAS FUNCIONES DE RELACIÓN
Las funciones de relación son todos aquellos procesos que capacitan a los organismos para reconocer los cambios que se producen en el medio y para responder de forma adecuada ante ellos.
Los cambios físicos o químicos que se producen en el medio externo o interno de la célula y que pueden ser captados por ella, se denominan estímulos.
LA RELACIÓN EN LAS CÉLULAS
Lo hacen en dos fases: una de recepción de los estímulos y otra de ejecución de las respuestas.
*La recepción de los estímulos*
Para detectar los cambios que pueden producirse, tanto en el exterior celular como en el interior de las células, estas tienen proteínas receptoras incluidas en la membrana plasmática . Estas moléculas son capaces de reaccionar ante los estímulos de manera específica.
*La ejecución de las respuestas*
Las respuestas de las células ante los estímulos pueden ser estáticas y dinámicas.
–
–
Son positivos cuando la célula se dirige hacia el estímulo y negativos cuando se separa de él.
TIPOS DE MOVIMIENTOS DE LAS CÉLULAS
Los movimientos son muy variados, y en todos ellos está implicado el citoesqueleto. Hay tres tipos de movimiento:
*Movimiento vibrátil*
Se produce por la acción de unas estructuras filiformes que pueden ser cilios, cuando son cortos y numerosos y, flagelos, si son largos y hay uno o dos.
*Movimiento ameboide*
La célula avanza por la emisión de seudópodos o falsos pies que son prolongaciones del citoplasma.
*Movimiento contráctil*
Es un acortamiento de la célula que se produce al deslizarse filamentos de actina y miosina que la célula tiene en su citoplasma.
LAS FUNCIONES DE REPRODUCCIÓN
La reproducción es el medio que permite a los seres vivos generar individuos con sus mismas carácterísticas y, así, perpetuar la especie.
LA Reproducción EN LAS Células
Cuando una célula se reproduce, la información genética contenida en el ADN de su núcleo se transmite íntegramente a las células hija, de manera que estas son genéticamente idénticas a la célula de la que proceden.
El conjunto de procesos que sufre una célula desde que se forma a partir de otra preexiste hasta que se reproduce se denomina ciclo celular.
La duración de este ciclo es variable y depende del tipo de célula. En general, un ciclo celular tiene dos períodos: la INTERFASE, en la que la célula crece y se prepara para dividirse, y la división celular, en la que la célula lleva a cabo su reproducción y genera dos células hija.
*La interfase*
Este período abarca desde que la célula se forma hasta que va a iniciar su división. Durante la interfase se produce, entre otras cosas, la duplicación del ADN. A su vez, presenta tres fases: G , S y G .
–
–
–
*La división celular*
Las células eucariotas se producen por un proceso conocido como división celular que comprende la mitosis y la citosis.
–
–
*La meiosis*
En los organismos que presentan reproducción sexual, los gametos, se forman mediante meiosis. En la meiosis, las células hija resultantes tienen la mitad de cromosomas que la célula de la que proceden.
La meiosis tiene un doble significado biológico:
–
–
El sobrecruzamiento consiste en el intercambio de fragmentos de cromáticas hermanas entre cromosomas homólogos.
Una de las características fundamentales de los seres vivos es su capacidad para llevar a cabo las denominadas funciones vitales. Dichas funciones son la nutrición, que permite intercambiar materia y energía con el medio que las rodea; la relación, por la que pueden detectar los cambios de dicho ambiente y reaccionar a ellos; y la reproducción, que les hace capaces de generar copias de si mismos y, así, perpetuarse.
LAS FUNCIONES DE LA NUTRICIÓN
La nutrición es el conjunto de procesos por el que los organismos intercambian materia y energía con su entorno.
* La nutríón en las células *
Los procesos de la nutrición que lleva a cabo cualquier célula se desarrollan siempre en tres fases: la entrada de materiales, la utilización de la materia y de la energía, y la excreciónde los productos de desecho.
*La entrada de materiales a la célula.*
Las sustancias necesarias para la nutrición (nutrientes) entran en las células a través de mecanismos de transporte controlados por la membrana plasmática. Las grandes partículas de alimento o las moléculas orgánicas complejas deben ser previamente sometidas a una digestión que las transforme en moléculas sencillas capaces de atravesar la membrana.
La digestión puede ser intracelular o extracelular.
LA INCORPORACIÓN DE NUTRIENTES.
La membrana celular, (que es la estructura encargada de seleccionar las sustancias que deben entrar y salir de la célula).
El paso de sustancias se efectúa por medio de diversos mecanismos que dependen de las sustacias que se van a transportar. Se pueden agrupar en dos tipos: el transporte de maléculas pequeñas y el transporte de grandes partículas.
*El transporte de moléculas pequeñas*
Las sustancias pequeñas se transportan por dos mecanismos.
Transporte pasivo
Se realiza sin consumo de energía, ya que las sustancias se desplazan a favor de gradiente concentración, es decir, desde la zona en la que la concentración es mayor hacia la zona en la que es menor.
Transporte activo:
las moléculas o iones se mueven contra gradiente concentración, es decir, desde la zona menos concentrada hacia la más concentrada. Para impulsar este transporte, se necesita energía, aportada por el ATP.
*El transporte de grandes partículas*
Las células disponen de medios para introducir en su citoplasma, o expulsar al exterior, macromoléculas y grandes partículas, que, por ser demasiado grandes, no pueden atravesar la membrana plasmática.
Estos medios siempre implican la formación de vesículas debido a la deformación de la membrana plasmática; son la exocitosis y la endocitosis.
Exocitosis:
es un proceso de expulsión de productos de desecho o de secreción.
Endocitosis:
es el proceso de incorporación de grandes partículas al interior de la célula.
Según el tipo de sustancias que la célula incorpora, se distinguen dos tipos de mecanismos de endocitosis: la fagocitosis, cuando la célula introduce grandes partículas sólidas; y la pinocitosis, cuando la célula introduce líquidos con pequeñas moléculas disueltas.
EL METABOLISMO
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas, aceleradas por enzimas, que se producen en el interior de las células.
Las reacciones químicas del metabolismo que ocurren en las células presentan una serie de caraterísticas comunes.
– Están catalizadas por enzimas específicas.
– Están encadenadas en rutas metabólicas.
– Son procesos de oxidación-reducción (redox). La oxidación es el proceso químico por el cual una sustancia, llamada dador de electrones o agente reductor, pierde electrones. Por el contrario, la reducción es la ganancia de electrones. La molécula que los acepta se reduce.
*Los tipos de procesos del metabolismo*
El metabolismo se divide en dos tipos de procesos:
–
El catabolismo o fase destructiva:
Son reacciones exergónicas, en las que moléculas complejas y reducidas son degradadas a otras moléculas más sencillas y oxidadas. Son procesos catabólicos… La respiración celular y la fermentación.
–
El anabolismo o fase constructiva:
en esta fase se fabrican moléculas orgánicas complejas y reducidas a partir de moléculas más sencillas y oxidadas. El anabolismo son procesos endergónicos que requieren energía. La fotosíntesis, la quimiosíntesis.*Los intermediarios del metabolismo*
Los procesos del metabolismo celular están acoplados, de manera que la energía y los electrones que generan las reacciones del catabolismo son consumidos por las del anabolismo. Pero como estos procesos no ocurren ni de forma simultánea, ni en el mismo lugar de la célula, se necesitan unas sustancias, los intermediarios del metabolismo, que transporten la energía, los electrones desde donde se generan hasta donde se necesitan. Estos intermediarios son el ATP y los coenzimas transportadores de electrones.
NOTA: NADT, NADP+, FAD
CATABOLISMO Y OBTENCIÓN DE ENERGÍA
Una gran parte del catabolismo de las células, autótrofas está encaminado a la obtención de energía.
En la mayoría de las células, la GLUCOSA es la molécula de la que parten todos estos procesos. Su oxidación con fines energéticos puede resumirse en dos etapas: la glucólisis y la oxidación del ácido pirúvico.
–
La glucólisis
la molécula de glucosa, se convierte en dos moléculas de ácido pirúvico. El proceso libera energía, que se utiliza para formar 2 ATP.
–
La oxidación del ácido pirúvico:
el ácido pirúvico resultante de la glucólisis puede ser oxidado de dos formas:–
En ausencia de oxígeno (vía anaerobia)
es reducido en el citoplasma a moléculas orgánicas más simples. Son las fermentaciones como etanol o ácido láctico.–
En presencia de oxígeno (vía aerobia)
forma agua, es la repiración.*Las fermentaciones*
Las fermentaciones son procesos anaerobios en los que las células obtienen energía oxidando parcialmente la glucosa, que se transforma en otra molécula orgánica (ácido láctico, etanol…). El rendimiento energético se limita a las dos moléculas de ATP obtenidas en la glucólisis.
*La respiración celular*
Es la oxidación completa de una molécula de glucosa, que se transforma, en presencia de O ,en varias moléculas inorgánicas (de CO y H O). En el proceso se libera energía para sintetizar 38 moléculas de ATP.
EL ANABOLISMO
El anabolismo es el conjunto de procesos que conducen a la síntesis de moléculas complejas y requieren la incorporación de energía.
El resultado de estos procesos es la formación de proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, lípidos y otras moléculas complejas, que pasan a formar parte de los componentes celulares.
*La fotosíntesis*
La fotosíntesis es el proceso anabólico en el que las células fotoautótrofas sintetizan materia orgánica, como la glucosa, a partir de materia inorgánica (CO y H O), utilizando la energía de la luz.
Este proceso es posible porque estas células contienen clorofila que son capaces de transformar la energía luminosa en energía química.
La fotosítesis tiene lugar en dos etapas:
la fase luminosa y la fase oscura.
–
La fase luminosa se produce solo en presencia de la luz y se realiza en la membrana de los tilacoides de los cloroplastos, lugar donde se localiza la clorofila. Se puede resumir en los siguientes acontecimientos:
_La energía de luz captada por la clorofila se utiliza para romper una molécula de H O en un proceso llamado fotolísis del agua.
_La rotura del agua libera O a la atmósfera , y electrones y H+ que se utilizan para reducir moléculas de NADP+ a NADPH.
_Parte de la energía de la luz se emplea para sintetizar ATP a partir de ADP y Pi.
De esta forma, la energía luminosa se transforma en energía química: ATP y NADPH.
*La quimiosíntesis*
Las células quimioautótrofas sintetizan materia orgánica a partir de materia inorgánica, utilizando como fuente de energía la que se desprende de ciertas reacciones químicas exergónicas.
LAS FUNCIONES DE RELACIÓN
Las funciones de relación son todos aquellos procesos que capacitan a los organismos para reconocer los cambios que se producen en el medio y para responder de forma adecuada ante ellos.
Los cambios físicos o químicos que se producen en el medio externo o interno de la célula y que pueden ser captados por ella, se denominan estímulos.
LA RELACIÓN EN LAS CÉLULAS
Lo hacen en dos fases: una de recepción de los estímulos y otra de ejecución de las respuestas.
*La recepción de los estímulos*
Para detectar los cambios que pueden producirse, tanto en el exterior celular como en el interior de las células, estas tienen proteínas receptoras incluidas en la membrana plasmática . Estas moléculas son capaces de reaccionar ante los estímulos de manera específica.
*La ejecución de las respuestas*
Las respuestas de las células ante los estímulos pueden ser estáticas y dinámicas.
–
Estáticas
No implican movimiento celular. Ejemplo el enquistamiento de algunos organismos unicelulares, que sintetizan cubiertas externas muy resistenttes cuando las condiciones del medio se vuelven desfavorables.–
Dinámicas
Implican movimientos y, en conjunto, reciben el nombre de tactismos.Son positivos cuando la célula se dirige hacia el estímulo y negativos cuando se separa de él.
TIPOS DE MOVIMIENTOS DE LAS CÉLULAS
Los movimientos son muy variados, y en todos ellos está implicado el citoesqueleto. Hay tres tipos de movimiento:
*Movimiento vibrátil*
Se produce por la acción de unas estructuras filiformes que pueden ser cilios, cuando son cortos y numerosos y, flagelos, si son largos y hay uno o dos.
*Movimiento ameboide*
La célula avanza por la emisión de seudópodos o falsos pies que son prolongaciones del citoplasma.
*Movimiento contráctil*
Es un acortamiento de la célula que se produce al deslizarse filamentos de actina y miosina que la célula tiene en su citoplasma.
LAS FUNCIONES DE REPRODUCCIÓN
La reproducción es el medio que permite a los seres vivos generar individuos con sus mismas carácterísticas y, así, perpetuar la especie.
LA Reproducción EN LAS Células
Cuando una célula se reproduce, la información genética contenida en el ADN de su núcleo se transmite íntegramente a las células hija, de manera que estas son genéticamente idénticas a la célula de la que proceden.
El conjunto de procesos que sufre una célula desde que se forma a partir de otra preexiste hasta que se reproduce se denomina ciclo celular.
La duración de este ciclo es variable y depende del tipo de célula. En general, un ciclo celular tiene dos períodos: la INTERFASE, en la que la célula crece y se prepara para dividirse, y la división celular, en la que la célula lleva a cabo su reproducción y genera dos células hija.
*La interfase*
Este período abarca desde que la célula se forma hasta que va a iniciar su división. Durante la interfase se produce, entre otras cosas, la duplicación del ADN. A su vez, presenta tres fases: G , S y G .
–
Fase G
Su ADN es sencillo–
Fase S
Se produce la duplicación del ADN.–
Fase G
Los cromosomas están duplicados y cada uno tiene dos cromatidas.*La división celular*
Las células eucariotas se producen por un proceso conocido como división celular que comprende la mitosis y la citosis.
–
La mitosis o cariocinesis
Consiste en la división del núcleo. En ella, a partir de un núcleo de una célula madre, se obtienen dos núcleos hijo con el mismo número de cromosomas que el núcleo materno.–
La citocinesis
Es la separación del citoplasma, que origina dos células hija independientes. Tiene lugar al final de la mitosis y sucede de forma diferente en las células animales y en las vegetales debido a la presencia de la pared celulósica en estas últimas.*La meiosis*
En los organismos que presentan reproducción sexual, los gametos, se forman mediante meiosis. En la meiosis, las células hija resultantes tienen la mitad de cromosomas que la célula de la que proceden.
La meiosis tiene un doble significado biológico:
–
Reduce a la mitad el número de cromosomas de las células hija
–
Aumenta la variabilidad genética
Gracias a un proceso denominado sobrecruzamiento.El sobrecruzamiento consiste en el intercambio de fragmentos de cromáticas hermanas entre cromosomas homólogos.