Características de los Seres Vivos y su Composición

Sistemas: Abiertos, Cerrados y Aislados

Un sistema es un conjunto de elementos interrelacionados que funcionan coordinadamente en un espacio limitado. Se clasifican en:

• Abiertos: Intercambian materia y energía con su entorno. Ejemplo: la biosfera.
• Cerrados: Solo intercambian energía, no materia. Ejemplo: circuitos eléctricos.
• Aislados: No intercambian ni materia ni energía. Ejemplo: el agua y el aire (en un sistema idealmente aislado).

Los seres vivos transforman la materia para obtener, transformar y almacenar energía. La energía no utilizada internamente se libera al entorno.

Los límites de un sistema son variables y artificiales, definidos según el objeto de estudio.

Características Fundamentales de los Seres Vivos

• Metabolismo: Conjunto de reacciones químicas para la transformación de energía y materia.
• Homeostasis: Mantenimiento del equilibrio interno frente a cambios externos.
• Irritabilidad: Capacidad de responder a estímulos del entorno.
• Estructura Celular: Están formados por células.
• Ciclo Vital: Crecimiento, desarrollo y reproducción.
• Reproducción: Perpetuación de la especie mediante material genético (ADN). Puede ser asexual (ej: bacterias) o sexual.
• Adaptación: Proceso de especiación y evolución a través de la variabilidad genética y la selección natural.
• Modificación del Ambiente: Los organismos interactúan con su entorno y lo modifican.

Nota: Los virus NO se consideran seres vivos porque no transforman materia ni energía, ni poseen metabolismo propio.

Propiedades Emergentes y Niveles de Organización

Propiedades Emergentes: Nuevas propiedades que surgen de la asociación de componentes de un nivel inferior.

Niveles de organización:

• Individuo
• Especie (individuos con características similares, capaces de reproducirse y dejar descendencia fértil)
• Población (conjunto de individuos de la misma especie)
• Comunidad (interacción entre poblaciones de diferentes especies)
• Ecosistema (interacción entre la comunidad y el ambiente abiótico)
• Biosfera (todo el planeta Tierra)

Biodiversidad: Número de especies que coexisten en un hábitat. Es crucial para comprender las relaciones entre los seres vivos y su ambiente, y es una fuente de recursos.

Composición Química de los Seres Vivos: Bioelementos y Biomoléculas

Bioelementos

De los más de cien elementos químicos naturales, solo seis constituyen el 98% de la materia viva:

• Carbono (C)
• Hidrógeno (H)
• Oxígeno (O)
• Nitrógeno (N)
• Fósforo (P)
• Azufre (S)

Biomoléculas

Son las moléculas que componen a los seres vivos. Aunque diversas, comparten ciertos compuestos y procesos químicos.

• Monómero: Unidad básica que compone las grandes moléculas.
• Polímero: Molécula resultante de la unión de monómeros.

Los seres vivos consumen y producen O₂ (oxígeno) y CO₂ (dióxido de carbono). El O₂ es esencial para la respiración, y el CO₂ es un producto de desecho de este proceso. Las sales minerales son necesarias para diversos procesos fisiológicos y para mantener el pH de los fluidos corporales.

Propiedades del Agua

• Tensión Superficial: Permite a ciertos insectos desplazarse sobre el agua.
• Capacidad Humectante: Adhesión a sustancias polares, como la piel.
• Capilaridad: Combinación de adhesión y cohesión, permite el ascenso del agua en plantas.
• Capacidad Calorífica: Absorbe grandes cantidades de calor sin cambios drásticos de temperatura.
• Termorregulador: El sudor libera el calor corporal.

Clasificación de las Biomoléculas

Lípidos

Compuestos principalmente por C, H, O y, en menor medida, P y N. Se clasifican en:

• Ácidos Grasos: Cadenas de carbonos con un grupo ácido. Pueden ser saturados (enlaces simples) o insaturados (enlaces dobles).
• Triglicéridos: Tres ácidos grasos unidos a glicerol. Son hidrofóbicos y sirven como reserva energética.
• Fosfolípidos: Dos ácidos grasos y un grupo fosfato unidos a glicerol. Componentes principales de las membranas celulares.
• Ceras: Ácido graso unido a un alcohol de cadena larga.
• Esteroides: Estructura cíclica carbonada e hidrofóbica. Ejemplo: colesterol.

Funciones de los Lípidos:

• Estructural: Fosfolípidos en membranas biológicas.
• Energética: Principal reserva energética en animales y vegetales.
• Vitamínica: Vitaminas A, D, E y K.
• Hormonal: Hormonas sexuales de vertebrados.

Hidratos de Carbono (Glúcidos o Azúcares)

Formados por C, H y O. Clasificación:

• Monosacáridos: Azúcares simples (3 a 8 carbonos). Ejemplos: triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C).
• Oligosacáridos: 2 a 11 monosacáridos. Ejemplos: disacáridos (maltosa, lactosa, sacarosa).
• Polisacáridos: 11 a miles de monosacáridos. Ejemplos: almidón, glucógeno.

Proteínas

Compuestas por C, H, O, N y, en menor proporción, S. Sus unidades estructurales son los aminoácidos. Dos o más aminoácidos se unen mediante enlaces peptídicos.

Aminoácidos esenciales (no sintetizados por el cuerpo humano): fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptófano y valina.

Las proteínas se forman por la combinación de 20 aminoácidos diferentes.

• Dipéptido: Dos aminoácidos.
• Oligopéptido: Pocos aminoácidos.
• Polipéptido: Más de 50 aminoácidos.

Estructura de las Proteínas:

• Primaria: Secuencia lineal de aminoácidos.
• Secundaria: Plegamiento de la estructura primaria (alfa-hélice o lámina beta).
• Terciaria: Plegamiento de la estructura secundaria sobre sí misma (puentes disulfuro).
• Cuaternaria: Asociación de cadenas polipeptídicas independientes.

Funciones de las Proteínas:

• Enzimática: Catalizan reacciones químicas (enzimas).
• Transporte y Almacenamiento: Transportan moléculas pequeñas e iones.
• Movimiento: Contracción muscular (actina y miosina).
• Sostén y Elasticidad: Colágeno y elastina (piel, cartílagos), queratina (pelo, uñas).
• Protección Inmunológica: Anticuerpos (inmunoglobulinas).
• Generación y Transmisión del Impulso Nervioso: Receptores en células nerviosas.
• Desarrollo y Diferenciación: Factores de transcripción.
• Reserva Nutricional: Ovoalbúmina (clara de huevo), proteínas en la leche materna.

Ácidos Nucleicos

Los nucleótidos son los monómeros estructurales de los ácidos nucleicos. Un nucleótido está compuesto por:

• Un azúcar pentosa (ribosa o desoxirribosa)
• Una base nitrogenada
• Uno o más grupos fosfato

Las bases nitrogenadas se enfrentan en el interior de la doble cadena, formando pares de bases complementarias.

• ADN (Ácido Desoxirribonucleico):
  • Doble cadena polinucleotídica.
  • Azúcar: desoxirribosa.
  • Bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T).
  • Función: Almacena la información genética.
• ARN (Ácido Ribonucleico):
  • Generalmente, una sola cadena polinucleotídica.
  • Azúcar: ribosa.
  • Bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y uracilo (U).
  • Función: Interviene en la síntesis de proteínas. Se transcribe en el núcleo celular. Actúa como intermediario entre el ADN y las proteínas.