UNIDAD 1 La Celula como la Unidad Fundamental en los
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1 1.La Celula como la Unidad Fundamental en los Sistemas Biológicos. En esta unidad, el estudiante clasificará los seres vivos a partir de su origen y evolución, al mismo tiempo comprenderá las interacciones biológicas que ocurren en los ecosistemas, posteriormente estudiará la célula como la unidad estructural y funcional de los seres vivos, así como los diferentes compuestos orgánicos e inorgánicos que hacen parte de la célula. También conocerá la importancia de la las leyes de Mendel en el estudio de la genética y las distintas enfermedades genéticas; estudiará el clico celular y su importancia frente al desarrollo del cáncer y para finalizar explorará la importancia de las plantas, sus partes, funciones y su interacción con el hombre. 10 Propósitos de Formación A partir del estudio de esta unidad usted podrá identificar la célula como la unidad fundamental en los sistemas biológicos. Criterios de evaluación Para un adecuado desempeño en esta unidad se espera que usted: Clasifique los seres vivos a partir de su origen y evolución. Establezca las características generales de los diversos grupos celulares. Identifique la célula como la unidad estructural y funcional de los seres vivos. Identifique los elementos químicos en la formación de los compuestos inorgánicos y orgánicos, y sus interacciones en los procesos biológicos. • Establezca la importancia de la genética en el estudio de la biología celular. • Exprese la importancia de las plantas, sus partes, funciones y su interacción con el hombre. Módulo Fundamentación en Biociencias • • • • Contenidos Sesión 1. Clasificación de los seres vivos a partir de su origen y evolución. El hombre siempre se ha cuestionado acerca del origen de la vida, que por siglos ha sido motivo de controversias entre la religión y la ciencia. Por tal razón, son diferentes las interpretaciones que ha dado el hombre al origen de la vida y del universo; desde el caos de los griegos, donde estaban revueltos el agua, la tierra, el fuego y el aire para formar la materia viva, hasta la generación espontánea, teoría planteada por Thomas Huxley en 1870, donde la vida compleja, animal y vegetal, se formaba espontáneamente a partir de la “materia inerte” y su contraparte, la biogénesis de Francesco Redi, quien estaba convencido de que “todo ser vivo proviene de otro ser vivo”. Años más tarde científicos, como Luis Pasteur, con argumentos concretos transformaron la forma de ver la ciencia y fortalecieron el método científico derrumbando por completo la teoría de la generación espontánea y demostrando en el escenario de la vida que no estamos solos y que nos acompañan seres microscópicos, “las bacterias”, observadas por primera vez por Anton Van Leeuwenhoek, quien inventó el microscopio. En 1924 Oparin propuso la teoría sobre el origen de la vida a partir de la materia inorgánica, consignada en su libro “El origen de la vida”, donde determinó que todos los seres tienen su origen en los océanos primitivos. Posteriormente, en 1953, Stanley Miller realizó un experimento (grafica 1) donde reprodujo la atmósfera primitiva hallando numerosos compuestos orgánicos fundamentales para la vida, como es el caso de los aminoácidos. 11 Muchos éxitos con la realización de esta actividad!! Anotaciones: Módulo Actividad de aprendizaje No. 1 Apreciado estudiante: Recuerde que debe estar atento a la actividad de aprendizaje propuesta por sus docentes. Dependiendo de las indicaciones de su docente, existen unas fechas establecidas y un medio indicado para el envío de la actividad. Fundamentación en Biociencias Grafica 1. La síntesis de las moléculas orgánicas en el aparato de Miller. Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:MUexperiment-es.png Niveles de organización de los seres vivos. Después de creada la vida en la tierra, la evolución ha permitido que se establezcan niveles de organización de los seres vivos y se clasifique en diversos grupos celulares, los cuales revisaremos a continuación: La vida en la tierra está en perfecto equilibrio y el estudio de la biología permite comprender la interacción de todos los seres vivos desde su origen (génesis) y su evolución (nutrición, morfogénesis, reproducción y patogenia). Esta organización está determinada por las interacciones de los diferentes organismos que moran en un área establecida y que conforman un ecosistema incluyendo los componentes físicos, sin vida y del ambiente que afectan a esos organismos, como el aire, el suelo y la luz solar. 12 En un ecosistema los organismos se establecen en comunidades y, a su vez, los individuos de una misma especie forman poblaciones. Desde el punto de vista científico la estructura jerárquica prosigue dentro de un organismo individual, el cual consiste en varios sistemas de órganos, como el sistema circulatorio, un sistema excretor, un sistema nervioso, etc. Cada sistema consta de órganos, por ejemplo, los órganos principales en el sistema nervioso son el cerebro, la espina dorsal y los nervios que transmiten los mensajes entre la espina dorsal y las otras partes del cuerpo. Módulo Fundamentación en Biociencias Cada órgano está hecho de varios tejidos diferentes, cada uno de los cuales consiste en un grupo similar de células. Una célula es una unidad de materia viva separada del ambiente por un límite denominado membrana. Finalmente, a nivel molecular encontramos el ADN (ácido desoxirribonucleico). Las moléculas de ADN proporcionan el código para la construcción de otras moléculas importantes del organismo y transmiten esta información bajo la forma de genes. Todas las moléculas de ADN están formadas por átomos. La organización jerárquica de la vida se construye desde las moléculas hasta los ecosistemas, como la vida en la tierra es compleja los científicos han clasificado los organismos en tres grandes grupos celulares llamados dominios: Bacteria y Archaea (arqueobacterias), que proviene del griego archaios (antiguo). Las diferencias fundamentales entre estos dos dominios son sus ácidos nucleicos, especialmente el ARN ribosomal (ARNr), sus paredes celulares y membranas. El tercer dominio, Eukarya (eucariotas) está compuesto por células con un núcleo y estructuras internas denominadas organelos. Sesión 2. La célula como la unidad estructural y funcional de los seres vivos De los dibujos realizados sobre los niveles de organización nos llama la atención la célula (grafica 2), la cual es la unidad estructural y funcional de todo ser vivo. Las células eucariotas están rodeadas por membranas plasmáticas y contienen núcleo, organelos citoplasmáticos y un citoesqueleto. La adquisición de estos organelos subcelulares ha permitido el desarrollo de las complejas características de las células eucariotas. Los organelos de las eucariotas se cree que han surgido por endosimbiosis - una célula viviendo en el interior de otra. En concreto, los organelos eucarióticos se cree que han evolucionado a partir de las células procariotas que vivían en el interior de los ancestros de las eucariotas. 13 Muchos éxitos con la realización de esta actividad!! Anotaciones: Módulo Actividad de aprendizaje No. 2 Apreciado estudiante: Recuerde que debe estar atento a la actividad de aprendizaje propuesta por sus docentes. Dependiendo de las indicaciones de su docente, existen unas fechas establecidas y un medio indicado para el envío de la actividad. Fundamentación en Biociencias Grafica 2. Célula animal característica Fuente: Mathews et als, Bioquímica. Editorial Pearson. Madrid, 2002 Sesión 3. Los elementos químicos en la formación de los compuestos inorgánicos y orgánicos, y sus interacciones en los procesos biológicos. Compuestos inorgánicos. Como se vio en el experimento de Stanley Miller (Sesión No 1), la vida comenzó por la interacción de elementos inorgánicos en una atmosfera con condiciones especiales y este fenómeno dio origen a los primeros aminoácidos (Sesión 6). Al recorrer la tabla periódica de los elementos podemos observar el número finito de elementos que existen en el universo conocido que interactuando entre ellos pueden generar la vida. Actualmente en la naturaleza existen 81 elementos estables; 15 de estos se encuentran en todos los seres vivos y otros 8 -10 se hallan sólo en algunos de ellos. Son cuatro los elementos claves para la vida: el hidrógeno (H), el oxígeno (O), el carbono (C) y el nitrógeno (N) –componen más del 99% de todos los átomos que integran los organismos animales. 14 Por otro lado dos de estos – el hidrógeno y el oxígeno – forman el agua, compuesto fundamental que representa del 60 al 70% de la masa celular y al relacionarse químicamente con el carbono y el nitrógeno integran los compuestos orgánicos responsables de la mayor parte de los procesos vitales. Existe otro grupo de elementos de importancia biológica que representa cerca del 0,5% de la masa corporal, que está compuesta por iones inorgánicos entre los que se encuentran los metales alcalinos, como el sodio (Na) y el potasio (K), los alcalinotérreos, magnesio (Mg) y calcio (Ca) y el halógeno cloro (Cl) que se encuentra ionizado en la célula. Módulo Fundamentación en Biociencias Interacciones moleculares de los compuestos inorgánicos. Todos estos átomos, interactúan con diferentes moléculas gracias a la presencia de fuerzas atómicas que logran unirlos y mantenerlos estables, como es el caso de los puentes de hidrógeno que se forman entre átomos de hidrógeno y elementos más electronegativos, como el oxígeno o el nitrógeno. Un solo puente de hidrógeno es un enlace muy débil, pero cuando se forman muchos puentes de hidrógeno intramolecularmente, o entre moléculas distintas, la estabilidad de la molécula aumenta de modo notable. Por otro lado están las fuerzas de van der Waals, que son atracciones débiles que ocurren cuando los átomos se encuentran a una distancia menor de 3-4 angstroms (Å). El efecto de estas fuerzas es importante en la unión entre los sustratos y las enzimas y en las interacciones entre proteínas y ácidos nucleicos; a su vez, las interacciones hidrofóbicas son importantes en las biomoléculas. Dichas interacciones ocurren debido a que las moléculas no polares (que repelen en agua) tienden a juntarse en un ambiente acuoso como es el caso de los lípidos. En consecuencia, las porciones más apolares de una macromolécula se asocian en tales condiciones y a su vez determinan los modos de plegamiento de las proteínas y, junto con las fuerzas de van der Waals, son importantes en la unión entre sustratos y enzimas. Agua como disolvente. La vida como la conocemos hoy, se originó en el agua y en la actualidad todavía depende absolutamente de su presencia. Por ende, el agua (H2O) tiene un significado especial para todos los seres vivos y posee unas características particulares. Otras sustancias importantes para la vida son los ácidos y bases, ya que son muy comunes en nuestra vida diaria. Muchos de los alimentos que usted consume diariamente son ácidos; otras sustancias de nuestro cuerpo, como la sangre, son ligeramente básicas. En este orden de ideas podríamos preguntarnos: ¿Qué ocurriría si el equilibrio ácido-base en la sangre cambiara ligeramente en cualquier dirección ácida o básica? La mayoría de las biomoléculas (carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos), que se transportan a través del tejido sanguíneo, pueden funcionar sólo dentro de límites estrechos de pH, requiriendo para ello sistemas amortiguadores que contrarresten los cambios de pH que de otra forma ocurrirían a causa del metabolismo u otras situaciones que harían difícil la vida de un organismo. En la materia viva existen los siguientes amortiguadores principales: proteínas, bicarbonato y el fosfato y su importancia depende del tipo de célula y del organismo. En relación con los animales el amortiguador más importante en el plasma de los mamíferos es el bicarbonato. Muchos éxitos con la realización de esta actividad!! Anotaciones: Fundamentación en Biociencias Actividad de aprendizaje No. 3 Apreciado estudiante: Recuerde que debe estar atento a la actividad de aprendizaje propuesta por sus docentes. Dependiendo de las indicaciones de su docente, existen unas fechas establecidas y un medio indicado para el envío de la actividad. 15 Módulo Compuestos orgánicos. Los humanos dependemos de los compuestos orgánicos para muchas de las cosas que hacemos. Una gran proporción de nuestras posesiones son total o parcialmente orgánicos, por ejemplo, los plásticos que forman parte de la mayoría de los artículos que compramos, los alimentos que ingerimos diariamente y los combustibles que utilizamos para mover los automóviles. La causa de este elevado número de compuestos radica en las propiedades del carbono que es tetravalente, está situado en la parte central de la tabla periódica y puede unirse con los elementos de la derecha y de la izquierda de la tabla o con él mismo, formando compuestos en cadena y presenta numerosos isómeros a medida que aumenta el número de carbonos. Este átomo es importante en la composición química de las biomoléculas y de la estructura orgánica de todos los seres vivos, de allí su importancia para la vida. Sesión 4. La importancia de la genética en el estudio de la biología celular. En la sesión 2 estudiamos la célula y sus partes, resaltándose el núcleo de la células eucariotas ya que en él se guarda la información genética de todos los organismos. “Lo que se hereda no se hurta”, “ni que fuera negado”, estos refranes se escuchan en cualquier calle de nuestro país y en la historia de la humanidad la herencia de los rasgos físicos ha sido objeto del interés y curiosidad desde hace miles de años. Los antiguos griegos y hebreos, y después los eruditos medievales, describieron numerosos fenómenos genéticos y propusieron diversas teorías para explicarlos. Sin embargo, muchas de estas teorías resultaron incorrectas. Sólo los aportes de Gregor Mendel, un monje austríaco considerado “el padre de la genética”, con una serie de experimentos, inteligentemente diseñados, en organismos vivos (guisantes de jardín), permitieron dilucidar cómo ciertas características (genéticas y fenotípicas) se heredan de padres a hijos. Tales observaciones le sirvieron para formular una serie de leyes fundamentales de la herencia. 16 Siglos más tarde se describió la estructura física del DNA, realizada por James Watson y Francis Crick en 1953. Su artículo original constaba de una única página, donde se establecieron las bases de lo que hoy en día se conoce como la genética molecular, el estudio de la estructura y función de los genes a nivel molecular. Módulo Fundamentación en Biociencias Otro logro significativo de esa década fue la correcta determinación del número de cromosomas. El número correcto de 46 cromosomas se estableció en 1956. La posibilidad de contar o identificar los cromosomas provocó una avalancha de nuevos hallazgos en citogenética, incluido el descubrimiento, en 1959, de que el síndrome de Down es causado por una copia adicional del cromosoma 21. El Genoma Humano, un ambicioso proyecto de ámbito iniciado en 1990, ha logrado proporcionar la secuencia completa del DNA humano. Todos estos misterios de la genética tienen su origen en la molécula de ADN que se encuentra alojada en el núcleo celular y que es afectada por el ciclo celular, el cual es una secuencia ordenada de eventos que van desde el momento en que la célula se divide para formar dos células hijas hasta cuando dichas células hijas se dividen otra vez. Antes de que ocurra la división celular, la célula duplica de un modo general todo lo contenido en el citoplasma y de manera precisa su ADN cromosómico preparándose para la división. Ciclo celular Al observar cómo un reloj da un ciclo completo, primero se piensa en los segundos que forman los minutos y estos las horas y así hasta completar un día. De igual forma la célula tiene una secuencia ordenada de eventos que conducen a la duplicación de todo su contenido y de manera precisa su ADN cromosómico antes de ocurra su división. El ciclo celular se da en dos grandes fases que son: la interfase que se divide en tres fases: G1, S y G2 y la mitosis que se divide en profase, prometafase, metafase, anafase, telofase y citocinesis (grafica 3). La interfase corresponde a la mayor parte del ciclo celular y es un momento de gran actividad metabólica de la célula, ya que lleva a cabo sus diversas funciones dentro del organismo. La primera parte es G1, donde se produce la acumulación del ATP necesario para el proceso de división, se aumentan los organelos como las mitocondrias y los ribosomas y se incrementa el tamaño celular. La fase S se caracteriza por la replicación del DNA nuclear, es decir, al final de esta fase los cromosomas son dobles, cada uno formado por dos cromátidas hermanas y, finalmente, G2 es el tiempo que transcurre entre la fase S y el inicio de la mitosis, la célula se prepara para mitosis. En G2 se sintetizan diferentes proteínas esenciales para la división celular. Por último, el ciclo celular culmina con la mitosis, donde se divide la cromatina duplicada de modo tal que cada célula hija obtiene una copia del material genético y demás organelos. En un segundo proceso, llamado citoquinesis, se divide el citoplasma en dos, que comienza antes que la mitosis termine. Al finalizar la mitosis pueden ocurrir dos fenómenos: la célula da inicio a un nuevo ciclo en G1 o puede entrar en fase Go que corresponde a un estado de reposo especial característico de algunas células, en el cual puede permanecer por días, meses y a veces años. ¿Cómo está compuesto el ADN? El material genético que constituye los organismos vivos está representado por los ácidos nucleicos: desoxirribonucleico (ADN) y ribonucleico (ARN). Estos ácidos son macromoléculas conformadas por tres tipos de componentes (grafica 4): 1. 2. 3. Un azúcar (A), que tiene cinco átomos de carbono (pentosa). En el ADN, el azúcar es la desoxirribosa y en el ARN es una ribosa. Un grupo fosfato (F). Una base nitrogenada, que puede ser una purina o pirimidina. Purinas: adenina (A), guanina (G). Pirimidinas: timina (T) y citosina (C) en el ADN, Uracilo (U) y citosina (C) en el ARN. Módulo Grafica 3. Etapas del ciclo celular. Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Cell_cycle.png Fundamentación en Biociencias 17 18 Grafica 4. Estructura del Ácido Desoxirribonucleico (ADN). Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Nucle%C3%B3tido.png Módulo Fundamentación en Biociencias La interacción de estos compuestos genera los nucleótidos que son unidades estructurales de los ácidos nucleicos, los cuales se combinan formando polinucleótidos, constituidos por un esqueleto en el que alternan el azúcar y el fosfato y del cual se proyectan las bases. Las cadenas paralelas deben ser complementarias. Por ejemplo: si una de las cadenas tiene CGATCTA, la otra cadena debe tener GCTAGAT. Debido a la naturaleza complementaria de las dos cadenas, la molécula de ADN puede replicarse por separación de las cadenas, seguida de la formación de cadenas complementarias nuevas. Toda la información genética de los organismos vivos se halla codificada en el ADN por la secuencia de cuatro bases nitrogenadas que hacen parte de su molécula. Este código se compara con un alfabeto de cuatro letras que representan las cuatro bases y del que pueden deletrearse palabras de tres letras o secuencias de tres bases llamadas tripletes, cada una de las cuales codifica para un aminoácido siendo en total 20 aminoácidos básicos para la vida. A su vez, una serie de tripletas establece un orden especifico según el cual los aminoácidos se disponen en la cadena de un polipéptido (compuesto formado por la unión de varios aminoácidos unidos por enlace peptídico). Del gen a la proteína En nuestro diario vivir escuchamos la expresión “eso está en los genes”, pero ¿qué es un gen y cuál es su función? El gen es el elemento de la información que codifica la secuencia de aminoácidos de una proteína. Por tanto, los genes constituyen información almacenada, mientras que las proteínas son las entidades celulares funcionales. Un polipéptido está compuesto por una serie de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos, los cuales son formados por tres nucleótidos. Existen 20 aminoácidos presentes en todas las proteínas y una simple molécula proteica tiene varios cientos de aminoácidos. La información almacenada en el DNA codifica la secuencia de aminoácidos de una proteína, aunque solamente con la participación de otra macromolécula el ácido ribonucleico (RNA) puede funcionar bien como un verdadero intermediario de información (un mensajero) o, en algunos casos, como una parte más activa de la maquinaria celular. NOTA: Los tres tipos de moléculas, DNA, RNA y proteína, contienen información biológica en sus secuencias. A menudo se les llama macromoléculas de información. ¿Pero cómo ocurre este fenómeno del gen a la proteína? La secuencia de aminoácidos de un polipéptido está codificada por la secuencia de las bases purícas y pirimidínicas del ácido desoxirribonucleico, es decir, tres bases codifican un aminoácido. Cuando una célula se divide para formar dos, se sintetiza todo tipo de macromoléculas portadoras de información. Los procesos moleculares que subyacen bajo este flujo genético de información pueden dividirse en tres etapas que se describen brevemente a continuación. 19 Módulo Fundamentación en Biociencias Replicación: La molécula de DNA, que sirve como material genético celular, es una doble hélice de dos cadenas largas. Durante la replicación el DNA se duplica y el producto son dos dobles hélices (grafica 5). Por ello las dos cadenas se han convertido en cuatro. Para reforzar sus conocimientos respecto al tema busque en Internet cualquier video que describa el proceso de la replicación. Grafica 5. Replicación del ADN Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:DNA_replication_split.svg Transcripción: El DNA no funciona directamente en la síntesis de proteínas sino a través de un intermediario de RNA. La trasferencia de información hasta el RNA se denomina transcripción y la molécula que lleva tal información se llama RNA mensajero (mRNA). La mayoría de las veces, sólo una de las cadenas se transcribe (grafica 6). Algunas regiones que se transcriben no codifican proteínas sino que contienen información para otro tipo de RNAs, tales como el RNA de transferencia (tRNA) y RNA ribosómico (rRNA). Por tanto, debemos extender nuestra propia definición de gen para incluir regiones de DNA que codifican estos tipos de RNA. Estos otros tipos de RNA también tienen funciones importantes en la célula. 20 Traducción: La secuencia específica de aminoácidos en cada proteína es dirigida por una secuencia de bases en el mRNA (que fue transcrito desde el DNA). Esta información en los ácidos nucleicos está presente en forma de código genético. Cada tres bases codifican un aminoácido y cada triple de base se llama codón. Existe una correspondencia lineal entre la secuencia de bases de un gen y la consecuencia de aminoácido de un polipéptido, y el código genético es traducido en proteína en la transcripción por medio del sistema sintetizador de proteínas. Este sistema contiene los ribosomas (que, a su vez, están constituidos por proteínas y rRNA), RNA de transferencia y otras enzimas (grafica 6). Módulo Fundamentación en Biociencias Grafica 6. Representa la transcripción y la traducción de proteína de una molécula de ADN Fuente: http://www.scientificpsychic.com/fitness/transcription1.gif Los tres procesos en conjunto la replicación, la transcripción y la traducción, se consideran el “dogma central de biología molecular”, ya que es compartida por todos los seres vivos de nuestro planeta planteamiento realizado por Watson y Crick en 1953. Leyes de Mendel Gregor Johann Mendel (1822 – 1884), monje agustino y naturalista Checo, describió por medio de sus trabajos realizados en diferentes variedades del guisante (Pisum sativum), las hoy llamadas leyes de Mendel que rigen la herencia genética. Sus primeros trabajos en genética fueron realizados mediante cruces de semillas, las cuales se particularizaron por salir de diferentes estilos y algunas de su misma forma. En sus resultados encontró caracteres dominantes que se caracterizan por determinar el efecto de un gen y los recesivos por no tener efecto genético sobre un fenotipo heterocigótico. Mendel, después de muchos años de investigación, planteó los siguientes tres postulados o principios de la herencia y que actualmente tienen vigencia. Primera ley de Mendel: “la herencia se determina por pares de genes, los cuales se segregan o separan en la meiosis para producir gametos”. Por lo cual, si se cruzan dos razas puras, para un determinado carácter, los descendientes de la F1 son todos iguales entre sí y, a su vez, iguales a uno de los progenitores. En esta oportunidad realizó cruces donde sólo se consideró una característica (cruces monohíbridos) y llegó a esta conclusión al cruzar variedades puras de semillas de guisantes lisas y rugosas pues siempre obtenía de este cruzamiento variedades de semillas de guisantes lisas (grafica 7). 21 Módulo 1. Segunda ley de Mendel. Ley de la separación o disyunción de los alelos: Mendel selecciono plantas procedentes de semillas de la primera generación (F1) del experimento anterior, lisas (Aa) y las polinizó entre sí. Del cruce obtuvo semillas lisas y rugosas en la proporción 3:1 (75% lisas y 25% rugosas). Aunque el alelo rugoso determina la forma de la semilla que parecía haber desaparecido en la primera generación filial, vuelve a manifestarse en esta segunda generación (F2) como se observa en el “cuadro de Punnett” (grafica 8). Fundamentación en Biociencias Grafica 7. Primera Ley de Mendel. P: Generación parental, G: Gametos, F1: Primera generación filial. Fuente el autor del módulo. Grafica 8. Segunda Ley de Mendel. F1: Primera generación filial, G: Gametos, F2: Segunda generación filial. Fuente el autor del módulo. 2. Tercera ley de Mendel. La independiente de los caracteres antagónicos. Posteriormente cruzó plantas parentales de semillas lisas y amarillas con líneas puras de semillas rugosas y verdes. En la primera generación (F1) obtuvo semillas de guisantes lisas y amarillas (grafica 9). 22 Grafica 9. Tercera Ley de Mendel.P: Parental, G: Gametos, F1: Primera generación filial Fuente el autor del módulo. Módulo Fundamentación en Biociencias Mendel en esta ocasión trabajó con dos pares de caracteres considerado en conjunto (cruce dihíbrido), y concluyo que “Los miembros de un par de genes se segregan o se separan uno de otros en la meiosis, independientemente de los miembros de los otros pares de genes y se distribuyen al azar en los gametos resultantes”. Posteriormente cruzo esta nueva primera generación (F1) de semillas de guisantes lisas y amarillas y obtuvo las siguientes proporciones: 9 lisas amarillas, 3 lisas verdes, 3 rugosas amarillas y 1 rugosa verde (grafica 10). De esta forma demostró que cada uno de estos caracteres se transmite independientemente de la presencia del otro carácter como se observa en cuadro de Punnett de la figura 10. Grafica 10. Tercera Ley de Mendel. Fuente el autor del módulo. Actividad de aprendizaje No. 4 Apreciado estudiante: Recuerde que debe estar atento a la actividad de aprendizaje propuesta por sus docentes. Dependiendo de las indicaciones de su docente, existen unas fechas establecidas y un medio indicado para el envío de la actividad. Muchos éxitos con la realización de esta actividad!! Anotaciones: 23 Enfermedades genéticas Se calcula que cada ser humano posee alrededor de 50.000-100.000 genes diferentes. Las alteraciones de estos genes, o de sus combinaciones, pueden producir trastornos genéticos, que se clasifican en varios grupos principales: 3. Trastornos multifactoriales. Estos tipos de trastornos son los de mayor estudio en la actualidad debido a una combinación de múltiples causas genéticas y ambientales. A este grupo pertenecen numerosos defectos, como el labio leporino, así como un gran número de enfermedades del adulto mayor, incluidas las cardíacas y la diabetes. 4. Trastornos mitocondriales. Son un grupo relativamente pequeño de enfermedades causadas por la alteración del pequeño cromosoma citoplasmático mitocondrial. Módulo 2. Trastornos en los que se alteran genes únicos (a menudo denominados mendelianos o trastornos monogénicos). Ejemplo bien conocido son la fibrosis quística, la anemia falciforme y la hemofilia. Fundamentación en Biociencias 1. Trastornos cromosómicos, en los que los cromosomas completos o amplios fragmentos de los mismos se pierden, se duplican o se incluyen enfermedades como el síndrome de Down y el síndrome Turner. Sesión 5. La importancia de las plantas, sus partes, funciones y su interacción con el hombre Antes de que existieran los fármacos como los conocemos actualmente en cápsulas o comprimidos, nuestros antepasados encontraban en las plantas la cura a muchas enfermedades, como la quina para el combatir el paludismo o el paico para purgar o desparasitar a las personas. Estos compuestos químicos que poseen las plantas se deben a una serie ordenada de procesos, es decir, para sintetizarlos la planta extrae del suelo agua y minerales, absorbe la luz solar y el dióxido de carbono del aire y con estos elementos realiza la fotosíntesis. La botánica es la rama de la biología que estudia la nutrición, fisiología, reproducción y morfología, así como su clasificación taxonómica. Módulo Fundamentación en Biociencias 24 Ahora descubriremos la importancia de los cloroplastos y sus funciones en las plantas como la fotosíntesis. Estos organelos llevan a cabo procesos complejos en etapas múltiples y están formados por membranas internas que los dividen en tres compartimientos principales (grafica 11). Uno de los compartimientos es el delgado intermembranoso, comprendido entre la membrana exterior e interior del cloroplasto Grafica 11. El cloroplasto y sus partes. http://linux.ajusco.upn.mx/fotosintesis/cloroplasto.html El segundo, el espacio delimitado por la membrana interna, contiene un fluido espeso denominado estroma y una red de túbulos y discos huecos formados por membranas. El espacio en el interior de los túbulos y de los discos constituye el tercer compartimiento. Los discos se disponen en pilas, cada una denominada granum (en plural, grana). Los grana son los paquetes de energía solar del cloroplasto, los sitios donde la clorofila realmente atrapa la energía del sol. La fotosíntesis Es uno de los procesos biológicos más importantes en la tierra, que consiste en la conversión de la energía luminosa en energía química. Los organismos que realizan la fotosíntesis de llaman fotótrofos y la mayor parte son también autótrofos, es decir, capaces de crecer con CO2 como única fuente de carbono. La energía de la luz se usa entonces en la reducción CO2 a compuestos orgánicos (grafica 12). La fotosíntesis se divide en dos tipos distintos de reacciones: Las reacciones de la fase luminosa, por las que la energía de la luz se conserva como energía química, y las reacciones de la fase oscura, en las que esa energía química se usa para reducir el C02 a compuestos orgánicos. En el crecimiento autotrófico la energía se produce en forma de trifosfato de adenosina (ATP), mientras que los electrones para la reducción de CO2 producen del NADH o del NADPH. 25 Grafica 12. La fotosíntesis Fuente: http://www.educarchile.cl/UserFiles/P0001/Image/Mod_1_contenidos_estudiantes_biologia/fotosintesis.JPG Anotaciones: Módulo Muchos éxitos con la realización de esta actividad!! Fundamentación en Biociencias Actividad de aprendizaje No. 5 Apreciado estudiante: Recuerde que debe estar atento a la actividad de aprendizaje propuesta por sus docentes. Dependiendo de las indicaciones de su docente, existen unas fechas establecidas y un medio indicado para el envío de la actividad.
