CLULATeora Celular

Qu es la vida?

Qu es la vida?La vida no puede definirse con unas pocas palabras, de hecho podemos reconocer la vida por lo que los seres vivos son y hacen.Todos los seres vivos (an los unicelulares) comparten una serie de caractersticas que los definen como tales.

Caractersticas de los Seres VivosMetabolismo: Conjunto de procesos qumicos que ocurren dentro de una clula u organismo. 0

Son las transformaciones por las cuales la energa y la materia se hacen disponibles para el uso de los organismos.

As definido, el metabolismo incluye a otros procesos

Respiracin: liberacin controlada de energa dentro de las clulas a partir de nutrientes (ej.: glucosa) para permitir otras funciones vitales (usando la energa de molculas de ATP).

Excrecin: remocin de desechos (sustancias txicas o en exceso) producidos por el metabolismo celular.

Nutricin: ingesta de alimentos (nutrientes) del ambiente para construccin (crecimiento), mantenimiento y reparacin de las clulas del organismo.

1. Reproduccin: Produccin de descendencia (nuevos individuos), a partir de un progenitor (asexual) o de dos progenitores (sexual).0

Caractersticas de los Seres Vivos2. Respuesta (irritabilidad, sensibilidad): Percepcin y respuesta a los cambios (estmulos) en el ambiente interno y externo.0

Caractersticas de los Seres Vivos3. Crecimiento: Aumento en tamao irreversible. En los organismos multicelulares implica aumento en el nmero de clulas.0

Caractersticas de los Seres Vivos4. Homeostasis: Mantenimiento de los parmetros fsicos y qumicos del ambiente interno en niveles constantes o dentro de lmites estrechos, a pesar de los cambios en el ambiente externo.0

Qu nivel de complejidad es necesario para la vida?Robert Hooke (1665): us por primera vez el trmino clula

La clula es la mnima unidad de vida capaz de sustentarse independientemente y auto-reproducirse.

Un poco de historia:Los microscopistas del S. XVII descubrieron que los tejidos estaban hechos de clulas. (Hooke 1665 & Leeuwenhoek 1677)En los siglos XVIII y XIX se demostr que los tejidos estaban hechos por clulas y que las clulas de un tejido particular tenan una estructura comn.Xavier Bichat (1771-1802): Un rgano est compuesto por diferentes tejidos y varios rganos pueden agruparse formando un sistema de rganos. Se desarroll la idea de que la vida puede organizarse en niveles estructurales jerrquicos.En cada nivel sucesivo adicional surgen propiedades.

Fig. 2.1NIVELES de ORGANIZACIN de la MATERIA

Niveles de OrganizacinSistema de rganosrganosTejidosClulasOrganelasMolculas0Los bilogos investigan todo el espectro de la vida, desde la biosfera hasta las reacciones qumicas dentro de una clula.

Niveles de Organizacin en los Seres VivosClula: Todos los organismos estn formados por clulas, la unidad fundamental de la vida. Existen tambin organismos unicelulares, como las bacterias y los protistas.

Otros organismos, incluyendo a los seres humanos, son multicelulares.

Niveles de Organizacinen los Seres VivosTejido: Es un grupo de clulas estructuralmente similares, estrechamente asociadas, que trabajan juntas para llevar a cabo funciones especficas.Presente en los organismos multicelulares. Divisin del trabajo.Tejido Muscular

Niveles de Organizacinen los Seres Vivosrgano: Una estructura especializada hecha de tejidos, cada uno de los cuales tiene su propia funcin, formando una UNIDAD especializada en una funcin general particular.Corazn

Sistema de rganos: Un grupo organizado de rganos, cada uno con su propia funcin, que trabajan juntos para llevar a cabo una funcin general.Sistema circulatorio

Organismo IndividuoCada tipo de clula, tejido y rgano tiene una estructura particular y una serie de funciones que sirven al organismo como un todo.

El dilema de los bilogosLa vida es muy compleja para estudiarla como un todo, por lo tanto el reduccionismo es necesario para simplicar los sistemas biolgicos al punto que puedan ser comprendidos.Los componentes simples que forman a los seres vivos presentan propiedades emergentes presentes solo cuando estos componentes estn combinados.Por lo tanto, comprender cmo trabajan los componentes no necesariamente nos dice como funciona el organismo.

ReduccionismoNo podemos explicar un alto nivel de organizacin reducindolo a sus partes.Al mismo tiempo no es posible analizar algo tan complejo como un organismo o una clula sin separarlo en partes (reduccionismo).Por lo tanto el reduccionismo (reducir sistemas complejos a sus componentes simples) es una estrategia poderosa en biologa.El reduccionismo est balanceado por el objetivo a largo plazo de comprender las propiedades emergentes (ver el todo).

Propiedades EmergentesLas caractersticas bsicas de la vida tienen un alto grado de orden y complejidad.La organizacin biolgica se basa en una jerarqua de niveles estructurales, cada uno construido sobre el sistema inferior.En cada nivel que se sube emergen nuevas propiedades.Los sistemas biolgicos son ms que la suma de sus partes. La combinacin de partes produce propiedades emergentes presentes debido a la interaccin de las partes y no intrnsecas a ninguna parte individual.Las propiedades reflejan la importancia de la organizacin estructural.

Propiedades EmergentesUna rueda no es un medio de transporte, tampoco lo es el esqueleto de una bicicleta, pero juntos con unas pocas otras partes, se transforman en una bicicleta.Si slo estuviese hecho de ventrculos contrctiles, el corazn no podra bombear sangre. Del mismo modo las vlvulas solas no mueven sangre. El trabajo combinado de ventrculos y vlvulas mueve sangre a travs del corazn y hacia todo el cuerpo.

Comparacin del cambio en la superficie y el volumen

Graph1

61

248

5427

9664

150125

216216

294343

384512

486729

6001000

Surface area

Volume

Tamao / m

Feuil1

Size / mSurface areaVolumeSA/V

1616

22483

354272

496641.5

51501251.2

62162161

72943430.8571428571

83845120.75

94867290.6666666667

1060010000.6

Surface area / m2Volume / m3

Feuil1

Surface area

Volume

Size / m

Feuil2

SA/V

Size / m

SA/V

Feuil3

Relacin Superficie : Volumen

Graph2

6

3

2

1.5

1.2

1

0.8571428571

0.75

0.6666666667

0.6

SA/V

Tamao / m

SA/V

Feuil1

Size / mSurface areaVolumeSA/V

1616

22483

354272

496641.5

51501251.2

62162161

72943430.8571428571

83845120.75

94867290.6666666667

1060010000.6

Surface area / m2Volume / m3

Feuil1

Surface area

Volume

Size / m

Feuil2

SA/V

Size / m

SA/V

Feuil3

El problema: al aumentar el tamao hay mayor aumento de volumen que de superficie.Las clulas grandes tienen mayor metabolismo que las clulas pequeas.PERO las clulas ms grandes tiene una superficie de intercambio proporcionalmente menor.Cmo incrementar la superficie sin incrementar el tamao?

Resolviendo el problema:A travs de extensiones de la membrana plasmticaMicrovellosidad en epitelio de intestino delgado copyright 2001 Gwen V. Childs, Ph.D., University of Arkansas for Medical Sciences

Resolviendo el problema:Aplastarse formando una capa finaBlastocisto de pollo

Resolviendo el problema:Dividir el citoplasma en volmenes menoresEmbriones humanos tempranos1 clula: cigotaEmbrin de 8 clulas

Resolviendo el problema:Adaptaciones en organismos multicelularesLas plantas con flores tienen sistema de races extenso y ramificado para absorber agua y minerales.

Los mamferos tienen un larga intestino delgado con plegamientos internos para absorber los productos de la digestin.lithograph plate 20th U.S. edition of Gray's Anatomy of the Human Body, originally published in 1918. This image is in the public domain because its copyright has expired Resolviendo el problema: Adaptaciones en organismos multicelulares

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