“Unidad 3: Componentes de los seres vivos” 3.1 Organismos

“Unidad 3: Componentes de los seres vivos”
3.1 Organismos Unicelulares y Pluricelulares
3.2 Componentes orgánicos e Inorgánicos de los Seres Vivos
3.3 Elementos Biogenésicos.
B. E. Susana Gabriela Morales Vargas
3.1 Organismos Pluricelulares y Unicelulares
Los organismos unicelulares son los que están constituidos por una sola célula y
comprende a los protozoarios, bacterias, algas y hongos.
Las bacterias y cianobacterias se diferencian de otros organismos por el hecho de
carecer de membrana nuclear. Las bacterias son organismos microscópicos que
actúan como desintegradores, algunas son patógenas para el hombre y otros
organismos, las cianobacterias se parecen a las bacterias, pero contienen el
pigmento llamado clorofila. También se les conoce como procariontes.
Los protozoarios son eucariontes unicelulares que viven generalmente solos,
aunque algunos forman agrupaciones denominadas colonias. Los protistas de tipo
animal son generalmente más grandes que las bacterias y están dotados de
movilidad. Los protistas de tipo vegetal incluyen diversas divisiones de algas,
estos organismos contienen clorofila y son fotosintéticos.
En cuanto a las algas alguna de ellas es:
1. Crisofitas.- son algas unicelulares de gran importancia ecológica pues producen
abundante materia orgánica y oxígeno, los restos de sus paredes celulares se
utilizan para elaborar diversos productos como ladrillos, abrasivos, dentífricos, etc.
2. Algas verdes.- por sus pigmentos son muy parecidas a las plantas, almacenan
almidón, tienen paredes celulares con celulosa, son unicelulares o coloniales, su
reproducción es asexual por división celular en las formas unicelulares, también se
reproducen sexualmente mediante la formación de gametos.
Dentro de los hongos los unicelulares eucariontes tenemos a la levadura, ya que
los demás hongos son pluricelulares. Las levaduras pertenecen al género
Ascomiceto, pueden vivir en condiciones aerobias y anaerobias, son importantes
en la industria de la pastelería, panadería y fabricación de cerveza, su
reproducción por lo general es asexual ya sea por gemación, pero en condiciones
adversas puede formar esporas sexuales.
Los organismos pluricelulares son los que están conformados por diversas células
que pueden llevar a especializarse en diferentes funciones, el ser humano es un
organismo pluricelular.
Los organismos pluricelulares desarrollan complejas estructuras para la ejecución
de las mismas. Por ejemplo el ser humano ha desarrollado un conjunto de
aparatos y sistemas con funciones específicas como: la nutrición, la reproducción,
la coordinación, protección del cuero, de sostén y movimiento.
3.2 Componentes Orgánicos e Inorgánicos de los Organismos.
Las moléculas que forman los Seres vivos pueden clasificarse en:
a) Inorgánicas: agua, sales minerales y algunos gases.
b) Orgánicas: Hidratos de carbono, Lípidos, Proteínas y Ácidos nucleicos.
Todas estas Biomoléculas están organizadas en unas unidades superiores que
son las células. Una célula es un recipiente, un recinto cerrado en cuyo interior se
realizan las secuencias de reacciones químicas necesarias para la vida.
Una célula es un sistema capaz de mantener la concentración de algunas
sustancias lo suficientemente alta como para que puedan producirse los procesos
químicos que hacen posible que una célula realice todas sus funciones vitales. Por
ello las células están rodeadas de membranas que retienen, o concentran de
forma selectiva algunos compuestos químicos.
Inorgánicas
Agua:
La vida, tal como la conocemos, tiene lugar en disolución acuosa. El agua es tan
familiar que la consideramos generalmente como un fluido más bien poco activo
de carácter simple. Se trata, sin embargo, de un líquido activo químicamente con
propiedades físicas tan extraordinarias que si los químicos la hubiesen descubierto
en épocas recientes, la habrían clasificado como una sustancia exótica.
Las propiedades del agua tienen un significado biológico profundo. Las estructuras
de las moléculas en las que se basa la vida, las proteínas, los ácidos nucleicos,
las membranas lipídicas y los hidratos de carbono complejos, son la consecuencia
directa de sus interacciones con las moléculas de agua.
Átomos: H, O
Existe una relación directa entre contenido en agua y actividad fisiológica de un
organismo: Los más activos, como las reacciones bioquímicas se realizan en
medio acuático, tienen más cantidad de agua.
También tiene relación con el medio en el que se desenvuelve el organismo. Así,
los menores porcentajes se dan en seres con vida latente, como semillas, virus,
etc., pero también encontramos altos porcentajes de agua en seres como la
medusa (95% de agua) pese a su metabolismo poco intenso.
El contenido de agua de un organismo tiene que ser más o menos constante, con
variaciones inferiores al 10%. En caso contrario, se producen graves alteraciones
(hidratación y deshidratación) que sobre todo en el último caso pueden producir la
muerte.
El agua se encuentra en la materia viva en tres formas:
a) Como agua circulante, por ejemplo, en la sangre, en la savia, etc. Se encarga
principalmente del transporte de sustancias.
b) Como agua intersticial, entre las células, a veces fuertemente adherida a la
sustancia intercelular (agua de imbibición), como sucede en el tejido conjuntivo.
c) Como agua intracelular, en el citosol y en el interior de los orgánulos celulares.
En los seres humanos, el agua circulante supone el 8 % de su peso, el agua
intersticial el 15 %, y el agua intracelular el 40 %
Sales minerales
Las sustancias minerales se pueden encontrar en los seres vivos de tres formas:
precipitadas, disueltas o asociadas a sustancias orgánicas.
1.- Las sustancias minerales precipitadas constituyen estructuras sólidas,
insolubles, con función esquelética. Por ejemplo, el carbonato cálcico en las
conchas de los moluscos, el fosfato cálcico, Ca3(P04)2, y el carbonato cálcico
que, depositados sobre el colágeno, constituyen los huesos, el cuarzo (SiO2) en
los exoesqueletos de las diatomeas y en las gramíneas, etc. Este tipo de sales
pueden asociarse a macromoléculas, generalmente de tipo proteico.
2.- Las sales minerales disueltas dan lugar a aniones y cationes. Los principales
son:
+
+
2+
2+.
Cationes: Na K Ca y Mg
232Aniones: Cl , S04 , PO4 , CO3 , HCO3 y NO3 .
Estos iones mantienen un grado de salinidad constante dentro del organismo, y
ayudan a mantener también constante su pH.
Cada ion desempeña funciones específicas y, a veces, antagónicas. Por ejemplo,
2+
el K+ aumenta la turgencia de la célula, mientras que el Ca la merma. Esto es
debido a que el K+ favorece la captación de moléculas de agua (inhibición)
2+
alrededor de las partículas coloidales citoplasmáticas, mientras que el Ca la
dificulta.
Otro ejemplo es el corazón de la rana, que se para en sístole si hay exceso de
2+
2+
Ca , y en diástole si el exceso es de K+. El Ca y el K+ son iones antagónicos.
El medio interno de los organismos presenta unas concentraciones iónicas
constantes. Una variación provoca alteraciones de la permeabilidad, excitabilidad
y contractilidad de las células.
3.- Las sustancias minerales asociadas a moléculas orgánicas suelen encontrarse
junto a proteínas, como las fosfoproteínas, junto a lípidos (fosfolípidos) y con
glúcidos (agar-agar)
En función de su solubilidad se pueden distinguir:
a) Sales
inorgánicas
insolubles
en
agua.
Su función es de tipo plástico, formando estructuras de protección y sostén, como
por ejemplo:


Caparazones de crustáceos y moluscos (CaCO3) y caparazones silíceos de
radiolarios y diatomeas.

Esqueleto interno en vertebrados (fosfato, cloruro,fluoruro y carbonato de
calcio) y los dientes.

Determinadas células incorporan sales minerales, como las que se pueden
encontrar en la pared de celulosa de los vegetales, o como forma de
producto residual del metabolismo (cristales de oxalato cálcico, que puede
contribuir
al
desarrollo
de
cálculos
renales
o
biliares)

El carbonato de calcio también se puede encontrar en el oído interno,
formando los otolitos que intervienen en el mantenimiento del equilibrio
interno o partículas de magnetita que, al parecer, pueden utilizar algunos
animales con función de brújula para orientarse en sus desplazamientos.
b)
Sales
inorgánicas
solubles
en
agua.
La actividad biológica que proporcionan se debe a sus iones y desempeñan,
fundamentalmente, las siguientes funciones:

Funciones catalíticas. Algunos iones como Mn+2, Cu+2, Mg+2, Zn+2, etc.
actúan como cofactores enzimáticos siendo necesarios para el desarrollo
de la actividad catalítica de ciertas enzimas . El ion ferroso-férrico forma
parte del grupo hemo de la hemoglobina y mioglobina, proteínas
encargadas
del
transporte
de
oxígeno.

También el ion Mg+2 forma parte de las clorofilas y participa en los procesos
de la fotosíntesis.

El Ca+2, interviene en la contracción muscular y en los procesos
relacionados con la coagulación de la sangre.

Funciones osmóticas. Intervienen en la distribución del agua intra y extra
celulares. Los iones Na+, K+, Cl-, Ca+2, participan en la generación de
gradientes electroquímicos, que son imprescindibles en el potencial de
membrana y del potencial de acción en los procesos de la sinapsis
neuronal, transmisión del impulso nervioso y contracción muscular.

Función tamponadora. Se lleva a cabo por los sistemas carbonatobicarbonato y monofosfato-bifosfáto.
Algunos gases
El 02, el C02 y el N2 son tres sustancias gaseosas a temperatura ambiente.
•
•
•
El 02 es necesario para la respiración aeróbica o un producto de excreción
en la fotosíntesis.
El C02 es un producto de excreción, eliminándose directamente a través de
las membranas celulares en los organismos unicelulares o en los
pluricelulares de organización sencilla. Lo captan de la atmósfera las algas
y las plantas al realizar la fotosíntesis en sus cloroplastos.
El N2 es prácticamente un gas inerte, y por ello los vegetales son incapaces
de tomarlo de la atmósfera; sólo algunas bacterias del suelo (por ejemplo,
Clostridium pasteurianum) y otras que son simbiontes de las raíces de las
leguminosas (algunas especies del género Rhizobium) son capaces de
captarlo y aprovecharlo para sintetizar proteínas.
Orgánicas
Las orgánicas son las Biomoléculas que se verán a detalle en la unidad siguiente
y son: carbohidratos, Lípidos, proteínas y Ácidos Nucleicos. Los cuales se
caracterizan por su composición de C, H, O, N, P, S, como elementos principales y
que son básicos en todos los seres vivos.
3.3 Elementos Biogenésicos
De los aproximadamente 100 elementos químicos que existen en la naturaleza,
unos 70, se encuentran en los seres vivos. De estos sólo unos 22 se encuentran
en todos en cierta abundancia y cumplen una cierta función.
Clasificaremos los bioelementos en:
1. Bioelementos primarios: O, C, H, N, P y S. Representan en su conjunto el
96,2% del total.
2. Bioelementos secundarios: Na+ , K+ , Ca2+ , Mg2+ , Cl-. Aunque se encuentran
en menor proporción que los primarios, son también imprescindibles para los
seres vivos. En medio acuoso se encuentran siempre ionizados.
3. Oligoelementos o elementos vestigiales: Son aquellos bioelementos que se
encuentran en los seres vivos en un porcentaje menor del 0.1%. Algunos, los
indispensables (Mn, Fe, Co, Cu, Zn) se encuentran en todos los seres vivos,
mientras que otros, variables (B, Al, V, Mo, I, Si) solamente los necesitan algunos
organismos.
Características de los Bioelementos Primarios
El hecho de que los bioelementos primarios sean tan abundantes en los seres
vivos se debe a que presentan ciertas características que los hacen idóneos para
formar las moléculas de los seres vivos. Así:
* Aunque no son de los más abundantes, todos ellos se encuentran con cierta
facilidad en las capas más externas de la Tierra (corteza, atmósfera e hidrosfera).
*El
C, el H, el O y el N son elementos de pequeña masa atómica y tienen
variabilidad de valencias, por lo que pueden formar entre sí enlaces covalentes
fuertes y estables. Debido a esto dan lugar a una gran variedad de moléculas y de
gran tamaño. De todos ellos el carbono es el más importante. Este átomo es la
base de la química orgánica y de la química de los seres vivos.
Características de los Bioelementos Secundarios
Tienen diferentes funciones. Se puede distinguir entre los que son abundantes y
los oligoelementos.
Los más abundantes son el Na, K, Mg Cl y Ca.
Sus funciones son:
1. Los iones Na+, K+ y Cl-, que son los iones más abundantes en los medios
internos y en el interior de las células, intervienen en el mantenimiento del
grado de salinidad y en el equilibrio de cargas eléctricas a un lado y otro de
la membrana plasmática.
2. Los iones Na+ y K+, además, son fundamentales en la transmisión del
impulso nervioso.
Bibliografía
1. Parada A. (2007). Biología. México. Dirección General de Educación
Tecnológica Industrial.
2. Slideshare (2010) Bioelementos. Recuperado de
http://www.slideshare.net/EDU3364/bioelementos-mia