Anabolismo
Autótrofos
Los organismos autótrofos sintetizan moléculas orgánicas sencillas a partir de sustancias inorgánicas. Los principales procesos autótrofos son:
- Fotosíntesis: Utiliza la energía de la luz para convertir dióxido de carbono y agua en glucosa y oxígeno.
- Quimiosíntesis: Obtiene energía de la oxidación de compuestos inorgánicos para sintetizar moléculas orgánicas.
Heterótrofos
Los organismos heterótrofos obtienen moléculas orgánicas complejas a partir de moléculas orgánicas sencillas producidas por otros organismos.
Fotosíntesis
La fotosíntesis se lleva a cabo en los cloroplastos, orgánulos que contienen tilacoides con fotosistemas y pigmentos como la clorofila y los carotenoides. La clorofila absorbe la energía de la luz, que se utiliza para impulsar las reacciones de la fotosíntesis.
Tipos de Fotosíntesis
- Oxigénica: Descompone el agua, liberando oxígeno como subproducto.
- Anoxigénica: Utiliza ácido sulfhídrico como fuente de electrones, produciendo azufre.
Fases de la Fotosíntesis
Fase Luminosa
En esta fase, la energía de la luz se convierte en energía química en forma de ATP y NADPH. Se divide en tres procesos:
- Fotólisis del agua: El fotosistema II cede electrones y produce la fotólisis del agua, liberando protones y oxígeno.
- Fotorreducción: Los electrones se transfieren a través de una cadena de transporte, llegando al fotosistema I, que los cede a NADP+ para formar NADPH.
- Fotofosforilación: El flujo de protones a través de la ATP sintasa genera ATP.
Fase Oscura (Ciclo de Calvin)
En esta fase, se utiliza el ATP y el NADPH de la fase luminosa para fijar el CO2 y sintetizar glucosa. El ciclo de Calvin consta de tres etapas: fijación del CO2, reducción del CO2 y regeneración de la ribulosa 1,5-bifosfato.
Quimiosíntesis
La quimiosíntesis es un proceso autótrofo que utiliza la energía de la oxidación de compuestos inorgánicos para sintetizar moléculas orgánicas. Se divide en dos fases: oxidación de sustancias inorgánicas y síntesis de compuestos orgánicos utilizando ATP y NADH.
Reproducción y Relación
Los seres vivos experimentan un ciclo de vida que incluye nacimiento, crecimiento, diferenciación y reproducción (o muerte por apoptosis). La reproducción puede ser sexual o asexual.
Ciclo Celular
El ciclo celular es el proceso por el cual las células se dividen y se reproducen. Se divide en dos fases principales: interfase y mitosis.
Interfase
La interfase es la fase más larga del ciclo celular y se divide en tres etapas:
- G1: Síntesis de ARN y proteínas, crecimiento celular.
- S: Duplicación del ADN.
- G2: Preparación para la mitosis.
Mitosis
La mitosis es la división del núcleo celular, que da como resultado dos núcleos hijos idénticos. Se divide en cuatro etapas:
- Profase: Condensación de los cromosomas, formación del huso mitótico.
- Metafase: Alineación de los cromosomas en el ecuador de la célula.
- Anafase: Separación de las cromátidas hermanas y movimiento hacia los polos opuestos.
- Telofase: Formación de dos núcleos hijos, división del citoplasma (citocinesis).
Meiosis
La meiosis es un tipo especial de división celular que produce gametos haploides. Se divide en dos divisiones sucesivas: meiosis I y meiosis II. La meiosis I es una división reduccional, que reduce a la mitad el número de cromosomas. La meiosis II es una división ecuacional, similar a la mitosis.
Herencia
La herencia es la transmisión de rasgos de una generación a la siguiente. Gregor Mendel estableció las leyes fundamentales de la herencia a través de sus experimentos con guisantes.
Leyes de Mendel
- Ley de la uniformidad: La primera generación filial de un cruce entre dos individuos homocigotos para un carácter será uniforme.
- Ley de la segregación: Los alelos de un gen se separan durante la formación de los gametos.
- Ley de la independencia: Los alelos de diferentes genes se segregan independientemente unos de otros.
Replicación del ADN
La replicación del ADN es el proceso por el cual se copia una molécula de ADN. El modelo de la doble hélice de Watson y Crick proporcionó la base para comprender la replicación del ADN.
Etapas de la Replicación del ADN
- Iniciación: Se abre la doble hélice en el origen de replicación.
- Elongación: Se sintetizan nuevas cadenas de ADN complementarias a las cadenas molde.
- Terminación: Se completan las nuevas moléculas de ADN.
Reparación del ADN
La reparación del ADN es el proceso por el cual se corrigen los errores en la secuencia del ADN. Las enzimas de reparación del ADN detectan y corrigen los errores, asegurando la integridad del genoma.