1. Niveles de Organización y Composición de la Materia Viva

Los niveles de organización de la materia viva son: átomos, moléculas, orgánulos y estructuras celulares, células, tejidos, órganos, sistemas, organismos, población, ecosistema y biosfera.

Cada uno de estos niveles está formado por elementos del nivel anterior y, a su vez, se organizan en el siguiente nivel. Con cada nivel, la materia adquiere nuevas propiedades, que llamamos propiedades emergentes.

1.1 Composición de la Materia Viva

Los seres vivos están formados por dos tipos de sustancias: inorgánicas y orgánicas.

• Sustancias inorgánicas: presentes tanto en la materia viva como en la materia inerte, son el agua y las sales minerales.
• Sustancias orgánicas: incluyen los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos.

2. La Célula

La célula es la unidad más elemental de un ser vivo que puede realizar las funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.

2.1 Estructura de las Células

Las estructuras comunes a todas las células son la membrana plasmática, el citoplasma, el ADN y los ribosomas. Otras estructuras son específicas de ciertos tipos celulares.

• Membrana plasmática: envoltura delgada y elástica que rodea la célula y separa su contenido del exterior. Regula la entrada y salida de sustancias y comunica las células entre sí.
• Citoplasma: sustancia gelatinosa que llena la célula y es el medio en el que se encuentra el contenido celular, incluyendo los ribosomas, partículas en las que se sintetizan las proteínas.
• Material genético: contiene la información necesaria para regular el funcionamiento de la célula.
• Células procariotas: no tienen núcleo ni orgánulos.
• Células eucariotas: presentan un núcleo que contiene una gran variedad de orgánulos.

2.2 Tamaño de las Células

Para medir las células se usa una unidad de longitud llamada micrómetro o micra (µm).

• Bacterias: miden de 1 a 2 µm.
• Glóbulos rojos: miden 7 µm.
• Células del hígado: miden 20 µm.
• Espermatozoides: miden 53 µm.
• Óvulos: miden 150 µm.
• Células vegetales: varían de 10 a 100 µm.

3. Células Procariotas

Las células procariotas constituyen el reino moneras; son organismos unicelulares.

3.1 Características de las Células Procariotas

• Poseen una gran molécula de ADN o cromosoma circular que ocupa una región llamada nucleoide. Pueden tener pequeños fragmentos circulares de ADN llamados plásmidos.
• Su citoplasma no contiene orgánulos, a excepción de los ribosomas.
• Cuentan con una envoltura exterior rígida, la pared celular. Algunas bacterias desarrollan una cápsula que rodea la pared celular y les proporciona mayor protección.
• Tienen prolongaciones como los flagelos, que son largos y sirven para la locomoción, o las fimbrias, que son cortas y sirven para fijarse a otras células y a superficies.
• En la superficie de algunas bacterias también puede haber pequeños filamentos denominados pili, cuya función es el intercambio de material genético con otras bacterias.

3.2 Funciones Vitales de las Bacterias

• Nutrición: pueden ser autótrofas o heterótrofas.
  • Las bacterias autótrofas son fotosintéticas. Sintetizan compuestos orgánicos a partir de materia inorgánica, utilizando la energía de la luz solar. Existen bacterias que realizan quimiosíntesis, sintetizando compuestos orgánicos.
  • Las bacterias heterótrofas se alimentan de la materia orgánica de otros seres vivos.
• Relación: se desplazan gracias a sus flagelos. Normalmente viven aisladas, pero en ocasiones se agrupan formando colonias.
• Reproducción: se reproducen mediante bipartición.

1. La bacteria crece lo suficiente y hace una copia de su material genético.
2. La bacteria se estrecha por el centro y reparte su contenido.
3. Se originan dos células hija.

4. Células Eucariotas

Son las células que tienen núcleo.

4.1 Características de las Células Eucariotas

• Tienen núcleo: su ADN se encuentra rodeado por una membrana.
• Tienen citoesqueleto: red de filamentos que da forma a la célula y permite su movimiento.

4.2 Tipos de Células Eucariotas

• Células eucariotas de tipo animal: conforman los animales y algunos organismos unicelulares como los protozoos.
• Células eucariotas de tipo vegetal: presentes en las plantas y algas.

4.3 El Núcleo Celular

Las funciones más importantes del núcleo son contener la información hereditaria y controlar las actividades celulares.

Estructura del Núcleo Interfásico

Cuando una célula no está en división, se encuentra en un período conocido como interfase.

• La envoltura nuclear está formada por dos membranas. Está atravesada por unas perforaciones llamadas poros nucleares, que permiten el intercambio de sustancias entre el núcleo y el citoplasma.
• El nucleoplasma es el medio acuoso que llena el núcleo, donde se produce la síntesis de los ácidos nucleicos.
• El nucléolo está formado por ADN, ARN y proteínas. En él se sintetizan los componentes de los ribosomas.
• La cromatina es el material genético de la célula. Está formada por ADN unido a unas proteínas llamadas histonas.

Estructura del Núcleo en División

• La envoltura nuclear se desorganiza.
• El nucléolo se desintegra.
• Las fibras de cromatina, tras duplicarse, se condensan y se enrollan hasta transformarse en cromosomas. Cada cromosoma está formado por dos fibras de cromatina, llamadas cromátidas hermanas, que están unidas por el centrómero.

5. Intercambio de Materia y Energía en la Célula

5.1 Intercambio de Materia

• Por difusión: cuando las sustancias son de pequeño tamaño.
• A través de proteínas: cuando las sustancias son de mayor tamaño o tienen carga, las proteínas forman canales o bombas a través de las cuales pasan las moléculas.
• Formando vesículas: cuando las sustancias son muy grandes, la membrana engloba la partícula, originando una vesícula que pasa al citoplasma celular. Este proceso se llama endocitosis, y el contrario, exocitosis.

5.2 Intercambio de Energía: El Metabolismo

El metabolismo puede ser de dos tipos:

• Catabolismo: conjunto de reacciones químicas celulares por las que las moléculas complejas se fragmentan y se transforman en otras más sencillas. Se libera energía, que la célula emplea. La respiración celular es un ejemplo de proceso catabólico que ocurre en las mitocondrias.
• Anabolismo: conjunto de reacciones químicas celulares por las que, a partir de moléculas sencillas, se fabrican moléculas más complejas. Necesita el aporte de energía, que procede de las reacciones del catabolismo. Un ejemplo es la fotosíntesis.

6. Función de Relación en las Células Eucariotas

La relación de una célula es su capacidad para responder ante un estímulo del medio.

6.1 Movimientos Celulares

Relacionados con el citoesqueleto:

• Movimiento vibrátil: se produce por la vibración de los cilios o flagelos.
• Movimiento contráctil: característico de las células musculares, que son capaces de contraerse y relajarse.
• Movimiento ameboide: característico de las amebas, que emiten prolongaciones de su citoplasma o pseudópodos.

7. Función de Reproducción en las Células Eucariotas

La reproducción celular es la capacidad de una célula de dividirse en dos o más células hijas idénticas.

7.1 Finalidad de la División Celular

• En organismos unicelulares, tiene como objetivo la reproducción del organismo.
• En organismos pluricelulares, sirve para que el organismo crezca y para que regenere sus tejidos.

7.2 Tipos de División Celular

• Bipartición: la célula duplica su ADN y genera dos células hijas genéticamente idénticas y del mismo tamaño.
• Gemación: la célula duplica su ADN y genera una yema, que se desarrolla y se separa de la célula madre. Se forman dos células hijas, genéticamente idénticas, pero de diferente tamaño.
• Esporulación o división múltiple: la célula genera múltiples copias de su ADN, que se rodean de una porción del citoplasma. La membrana de la célula progenitora se rompe, liberándose las esporas.