Niveles de organización de la materia

Partículas: protones, electrones y neutrones, etc. Átomo: hidrógeno, Calcio, Azufre... Molécula: ADN, ARN, proteínas... Compuestos: conjunto de moléculas. Orgánulos: núcleo, membrana... Célula: neuronas, hepatocitos... Tejido: conjuntivo, muscular... Órgano: cerebro, corazón... Sistema: circulatorio, endocrino... Individuo (u Organismo complejo): seres humanos, salmones... Población: ciudades, conjunto de truchas de un río... Comunidad: animales de un bosque, peces y moluscos de un lago... Bioma: la sabana, la tundra, bosque valdiviano... Planeta: La Tierra y los otros planetas del sistema solar. Sistema planetario, como el Sistema Solar: Conjunto de planetas Galaxia: Vía Láctea Cúmulo ó Cúmulo Globular: Conjunto de galaxias. (El cúmulo que forma la Vía Láctea

y otras 30 galaxias es llamado Grupo Local. Otros cúmulos son: Virgo, Pléyades. Universo Dimension : Conjunto de varios universos

Niveles abióticos: no están vivos.• Nivel subatómico: protones, neutrones, electrones.• Nivel atómico.• Nivel molecular: Moléculas, macromoléculas, orgánulos.

Niveles bióticos: están vivos.• Nivel celular.• Nivel orgánico. Organismos uni o pluricelulares.• Nivel de población.• Nivel de ecosistema.

Niveles de organización de la materia

• POR UNA SERIE DE SUBUNIDADES QUE LE PERMITEN UN ORDENAMIENTO QUE VA DE LO SIMPLE A LO COMPLEJO.

• LA SUMA DE SUBUNIDADES HACE QUE LA MATERIA ADQUIERA MAYOR COMPLEJIDAD O NIVEL DE ORGANIZACIÓN.

¿CÓMO ESTÁ ORGANIZADA LA MATERIA?

¿CÓMO SE CLASIFICA LA MATERIA?

DESDE EL PUNTO DE VISTA BIOLÓGICO SE CLASIFICA COMO MATERIA NO VIVA Y MATERIA VIVA

Organización Biológica de la materiaOrganización Biológica de la materia

• La materia se presenta en distintos grados de complejidad estructural llamados niveles

• Cada uno de ellos se basa en el anterior y sirve de base al siguiente.

• En cada nivel aparecen propiedades emergentes, nuevas propiedades que el nivel anterior no tenía.

• INANIMADO: SE APLICA A LA MATERIA QUE NUNCA HA REALIZADO FUNCIONES VITALES, ES DECIR, LA MATERIA NO VIVA.

• EJEMPLO: PLÁSTICO, MINERALES, ROCAS.• MUERTO: CON ESTE TÉRMINO NOS REFERIMOS A LA

MATERIA VIVA QUE HA DEJADO DE REALIZAR SUS FUNCIONES VITALES.

• EJEMPLO: MADERA, CADÁVERES DE ANIMALES.

¿SIGNIFICA LO MISMO INANIMADO QUE MUERTO?

¿CUÁLES SON LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN

BIOLÓGICA DE LA MATERIA?

SE DIVIDE EN DOS GRUPOS

NO VIVA VIVA

PARTÍCULASSUBATÓMICOS

ÁTOMOSSI AGRUPAMOS

FORMAN

COMPUESTOS

ORGANULOS SUBCELULARES

SUS NIVELES DE ORGANIZACIÓN SON LOS SIGUIENTES

CÉLULA

TEJIDOS

ÓRGANOS

SISTEMASY APARATOS

ORGANISMOS

POBLACIÓN

COMUNIDAD

ECOSISTEMA

BIOSFERA

AG

RU

PA

DO

S

FO

RM

AN

MATERIAMATERIA

Organismos Vivos

Definición

Funciones vitales

Características generales

LOS IDENTIFICAMOS POR SUS

FUNCIONES VITALES CARACTERÍSTICASGENERALES

SON DE DOS TIPOS

METABOLISMO AUTOPERPETUACIÓN

SON

REACCIONES QUÍMICASQUE HACEN POSIBLE LA VIDA

ESTAS PRODUCEN

NUEVOS MATERIALES Y ENERGÍA BIOLÓ-GICAMENTE ÚTIL

SON LAS QUE

PERMITEN LA SUPER-VIVENCIA DE LOS OR- GANISMOS, COMO IN-DIVIDUOS Y COMO ESPECIE

A TRAVÉS DE LA

REPRODUCCIÓN, REGULACIÓN,ADAPTACIÓN, ETC.

ENTRE ELLAS

POSEEN CÉLULAS ORGANIZACIÓN TRANSFORMAN LA ENERGÍA

REPRODUCCIÓN IRRITABILIDAD HOMEOSTASIA CRECIMIENTO DESARROLLO ADAPTACIÓN MOVIMIENTO

HACEN POSIBLE LA

TIENENVIDA

PARA LA

DEBIDO A SUS

REGULA AL

ORGANISMOSORGANISMOS

Niveles de organización de la materia

• Hay estructuras de difícil clasificación:– Virus: Son estructuras

macromoleculares capaces de reproducirse y de causar enfermedades.

– Priones: Proteínas infecciosas, causan la “enfermedad de las vacas locas”

1. Niveles de organización

• Químico. Átomos y moléculas, los constituyentes de la materia viva.

• Celular. Célula, la unidad estructural y funcional básica.

• Tisular (hístico). Tejidos, grupos de células similares especializadas en en funciones especiales.

• Órganico. Órganos, estructuras de morfología definida formadas por diferentes tejidos, con funciones específicas

• Sistémico. Diferentes órganos unidos para desempeño de una función.

• Organismo. conjunto de sistemas integrados estructural y funcionalmente.

1. Niveles de organización

2. Componentes químicos de la vida

AGUA: el componente más abundante (80%)

2. Componentes químicos de la vida

Experimento de Miller (1950)

Moléculas simples

Polímeros

membrana plasmática

Células procariotas-células eucariotas

Organismos pluricelularessus células se especializan y cooperan

2. Componentes químicos de la vida

Macromoléculas: azúcares (hidratos de carbono, sacáridos…)

• Función nutritiva: obtención de energía• También forman parte de las glucoproteínas y de los ácidos nucleicos, y también de la membrana plasmática (glucocálix).

2. Componentes químicos de la vida

ALMIDON

Macromoléculas: lípidos

2. Componentes químicos de la vida

• Moléculas apolares: insolubles en agua

• Forman barreras: membranas

- Fosfolípidos

- Colesterol

• Triglicéridos: reserva

Macromoléculas: proteínas

2. Componentes químicos de la vida

• Después del agua, las más abundantes (10-20% masa celular)

• Polímeros de aminoácidos

• Tipos:- Estructurales: Polímeros filamentosos como los microtúbulos celulares o el colágeno (en el espacio extracelular)

- Funcionales: forma globular, p.e., las enzimas o las globinas.

Macromoléculas: proteínas

2. Componentes químicos de la vida

Enzimas

• Catalizadores de reacciones químicas

• Responsables del metabolismo, es decir, el conjunto de reacciones químicas del organismo.

2. Componentes químicos de la vida

Macromoléculas: ácidos nucleicos

• El ADN es la molécula donde reside la información genética

• Polímero formado por nucleótidos: las bases nitrogenadas (A, G, T, C), desoxirribosa y fosfato.

• Los genes codifican las diferentes proteínas, y en última instancia son los que controlan la funcionalidad celular, y por extensión la del organismo.

• El ARN contiene en su estructura ribosa y es el intermediario entre el ADN y las proteínas.

2. Componentes químicos de la vida

Macromoléculas: ácidos nucleicos

– Unidad viva básica del organismo– Nº total ~ 100 billones– Características similares: metabolismo, consumo de O2, división

celular…– Organización de la célula

• Núcleo: ADN empaquetado (cromatina) rodeado de membrana nuclear

• Citoplasma (rodeado de membrana celular)

3. La célula

Membranas

• Compuestas por:– Lípidos (fosfolípidos,

colesterol) y proteínas

• Tipos:– Membrana plasmática– Membrana nuclear– Membrana del retículo

endoplásmico– Membrana mitocondrial– Lisosomas– Aparato de Golgi

3. La célula

Citoplasma

• Agua • Proteínas disueltas• Electrolitos (Na+, Cl-, K+…)• Glucosa• Pequeñas cantidades de compuestos

lipídicos• Fibrillas de actina, tubulina…

(citoesqueleto)• Glóbulos de lípidos, gránulos de

glucógeno, vesículas secretoras• Orgánulos: Ribosomas, Retículo

endoplásmico, aparato de Golgi, mitocondrias, lisosomas.

3. La célula

Retículo Endoplasmico

• Estructuras tubulares aplanadas interconectadas que rodean al núcleo– Paredes formadas por bicapa

lipídica membranosa – El interior contiene la matriz

endoplásmica. – 2 tipos

• Con ribosomas: retículo sarcoplásmico rugoso (granular)

• Sin ribosomas: retículo endoplásmico agranular o liso

3. La célula

Ribosomas y retículo endoplásmico rugoso

• Ribosomas: – Se encuentran anclados a las

superficies externas de muchas regiones del retículo endoplásmico rugoso

– Compuestos por una mezcla de ARNr y proteínas

– Encargados de la síntesis proteica.

3. La célula

Retículo endoplásmico agranular o liso (REL)

• Carece de ribosomas acoplados

• Actúa en la síntesis de sustancias lipídicas, en el procesamiento de las proteínas y otros procesos enzimáticos celulares (p.e. glicosilación de proteínas, detoxificación de xenobióticos).

3. La célula

Aparato de Golgi

– Intimamente relacionado con el retículo endoplásmico

– Posee membranas celulares parecidas a las del REL

– Consta de un apilamiento varias capas de vesículas cerradas y planas.

– Es importante en células secretoras. Estas expulsan las sustancias a secretar (p.e., hormonas).

– Conjuntamente con el retículo endoplásmico forman los lisosomas, vesículas secretoras u otros componentes citoplasmáticos.

3. La célula

Lisosomas

• Orgánulos vesiculares formados en el aparato de golgi y dispersas a lo largo del citoplasma.

• Proporcionan un sistema digestivo intracelular (sustancias y estructuras intracelulares, especialmente las dañadas, partículas alimenticias ingeridas por las celulas, bacterias…)

3. La célula

Mitocondria

• Centrales energéticas• Respiración celular (oxidación de glucosa, AG y AAs)• Cadena de transporte de electrones• Síntesis de ATP: moneda energética celular

3. La célula

4. Diferenciación celular. Tejidos y órganos.

• Las células han de diferenciarse para ejercer su función

• Diferenciación: cambios estructurales y funcionales de las células a medida que proliferan en el embrión para formar los diferentes tejidos y órganos.

• Consecuencia de la represión selectiva del genoma.

• Una célula normal expresa menos de la mitad de su genoma (nº genes ~ 25000).

• Células con funciones similares se agrupan formando TEJIDOS (NERVIOSO, EPITELIAL, MUSCULAR, CONJUNTIVO).

• Los ORGANOS están normalmente formados por los 4 tipos de tejido

4. Diferenciación celular. Tejidos y órganos.

Tejido muscular

Miocitos especializados en la contracción→ función mecánica

4. Diferenciación celular. Tejidos y órganos.

Tejido epitelial

• Las células epiteliales forman estructuras membranosas.

• Funciones:

- Revestimiento (epitelios simples o estratificados).

- Secretoras ( glándulas de moco, hormonas…).

4. Diferenciación celular. Tejidos y órganos.

Tejido conjuntivo (conectivo)

• Conjunto heterogéneo de tejidos derivados del mesodermo, formados por células rodeadas de grandes cantidades de material extracelular

• Función de sostén y separación de los diferentes elementos tisulares y también se convierte en un medio logístico (p.e. plasma de la sangre).

• Tipos: - No especializado (TC propiamente dicho)- Especializado (adiposo, cartílago, hueso, médula ósea, sangre)

4. Diferenciación celular. Tejidos y órganos.

Tejido conjuntivo (conectivo)

Tejido Nervioso

• Neuronas, especializadas en generar y conducir impulsos eléctricos.

• Células de la glía: sostén

4. Diferenciación celular. Tejidos y órganos.

5. Individuo. Especie. Clasificación.

Diversidad

Conceptos básicos

Reino ArchaeaReino MoneraReino ProtistaReino FungiReino PlantaeReino Animalia