2DO. TETRAMESTRE BIOLOGÍA 1 - SEGUNDO PARCIAL MTRA. FLORITA RAMOS CASILLAS Contenido de la Unidad 2 ACTIVIDAD GRUPAL SEGUNDO PARCIAL (UNIDAD 2) A1- Describe brevemente los antecedentes históricos de la teoría celular. A2- Elabora un modelo de una célula eucariota utilizando materiales como hielo seco, plastilina, etc. A3- Investiga 5 organismos autótrofos y 5 heterótrofos. Incluye nombre científico del organismo, características, forma de nutrición y una imagen de cada uno. A4. Dibuja la estructura del ADN y ARN y describe la función y características de cada uno. ACTIVIDAD INTEGRADORA SEGUNDO PARCIAL (UNIDAD 2) Actividad: Investiga al menos tres técnicas de ADN recombinante. B3 Cell nucleus You can enter a subtitle here if you need it ¿CUÁNTAS CÉLULAS TIENE TU CUERPO? ¿CUÁNTAS CÉLULAS TIENE TU CUERPO? Se estima que el cuerpo adulto de un humano contiene entre 10 y 100 billones de células. ACTIVIDAD GRUPAL 1. TEÓRIA CELULAR TEÓRIA CELULAR Postulados básicos de la teoría celular Basándose en los avances de varios científicos, se propusieron en 1839 los postulados de la teoría celular, que se explican a continuación. 1. Unidad de estructura Matthias Jakob Schleiden (1804-1881) y Theodor Schwann (1810-1882) 2. Unidad de función Matthias Jakob Schleiden (1804-1881) y Theodor Schwann (1810-1882) 3. Unidad de origen Robert Remak (1815-1865) Microscopio Avances en el estudio de las células La idea de la célula como unidad biológica fundamental nació en el siglo XVII, gracias a las aportaciones de varios científicos, entre los que destaca el holandés Anton van Leeuwenhoek (1632-1723), autodidacta y constructor de sus propios microscopios El uso del microscopio electrónico generó una transición de la citología a la biología molecular, que redefinió a la célula viva como un complejo sistema de macromoléculas organizadas y autodirigidas capaz de crecer, reproducirse y transformar energía CÉLULA La célula es la unidad biológica más pequeña capaz de realizar las funciones vitales básicas en los seres vivos, como alimentarse, respirar, crecer y dividirse, entre otras. Tipo de células • Las células presentan gran variedad de formas, tamaños y consistencias. Incluso en un organismo pluricelular existe una gran diversidad, que depende de la función particular que cada célula realice. • Algunas células pueden realizar funciones específicas, se llaman especializadas o diferenciadas. Por ejemplo: los glóbulos rojos, las células del hueso y las neuronas son muy diferentes entre sí, porque sus funciones son totalmente distintas. Estructura celular CÉLULA PROCARIONTE O PROCARIOTICA Célula sin núcleo, ejemplo: bacterias Pili Estructura celular CÉLULA EUCARIONTE O EUCARIOTICA Célula con núcleo, ejemplo mamíferos. ACTIVIDAD GRUPAL 2. MODELO –CÉLULA EUCARIOTA A2- Elabora un modelo de una célula eucariota utilizando materiales como hielo seco, plastilina, etc. CÉLULA EUCARIONTE O EUCARIOTICA CLASIFICACIÓN DE LAS CÉLULAS Y SUS CARACTERÍSTICAS Bacterias y Protozoarios Hongos Plantas Animales Aspectos relacionados con el metabolismo Adenosín trifosfato o ATP: Es un compuesto formado por moléculas almacenadoras de energía. Energía de enlace: Energía que está contenida en las uniones de los elementos de las diferentes moléculas, por ejemplo entre los carbonos. Cuando una molécula se rompe por cualquier causa, esa energía se libera al medio y muchas veces es usada por la célula. Aspectos relacionados con el metabolismo Fotosíntesis Es la fabricación de alimentos a partir de la energía luminosa que llevan a cabo células u organismos fotosintetizadores que poseen clorofila, la cual se encuentra dentro de los cloroplastos. Elodea sp. 6H2O + 6CO2 + energía solar C6 H12O6 + 6O2 Quimiosíntesis Se lleva a cabo en los organismos celulares procariontes capaces de utilizar energía química en lugar de la energía luminosa. FERMENTACIÓN Esta vía metabólica comprende una serie de reacciones químicas en las que cada tipo de célula fermentadora utiliza al ácido pirúvico para la síntesis de otros productos. Didinium sp. Aspergillus sp. Taenia sp. Farias, C. et al. (2022). Rev. chil. nutr. vol.49 no.4. https://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0717-75182022000500502 A3- Investiga 5 organismos autótrofos y 5 heterótrofos. Incluye nombre científico del organismo, características, forma de nutrición y una imagen de cada uno. Didinium sp. Aspergillus sp. Taenia sp. ACTIVIDAD GRUPAL 4. ADN y ARN Dibuja la estructura del ADN y ARN y describe la función y características de cada uno. • El ácido desoxirribonucleico (ADN) es el principal componente de los cromosomas de todos los seres vivos; en él radica la información hereditaria. • La molécula del ADN porque está formada por dos largas cadenas de nucleótidos colocados en forma de espiral paralela. • Contienen las siguientes bases nitrogenadas: la timina (T) sólo puede unirse con la adenina (A) y la guanina (G) con la citosina (C). • A cada lado de las bases nitrógenadas, se encuentra un azúcar de cinco carbonos o pentosa llamada desoxirribosa que se une a una base y ésta a su vez, se unen a los grupos fosfato. ACTIVIDAD GRUPAL 4. ADN y ARN Dibuja la estructura del ADN y ARN y describe la función y características de cada uno. • El ácido ribonucleico (ARN) es una molécula indispensable para muchas de las funciones de la célula, no sólo es importante en la reproducción, también lo es cuando se trata de que la célula pro duzca proteínas o en otras funciones. • La molécula del ARN está formada por una larga cadena de nucleótidos colocados en forma de espiral. • Contienen las siguientes bases nitrogenadas: uracilo(U) , adenina (A), guanina (G) y citosina (C). • A cada lado de las bases nitrógenadas, se encuentra un azúcar de cinco carbonos o pentosa llamada ribosa que se une a una base y ésta a su vez, se unen a los grupos fosfato. Se conocen tres tipos de ARN básicamente: 1. El ARN ribosomal (ARNr), que forma los ribosomas (organelos celulares en los que se fabrican las proteínas) y representa aproximadamente 80% del total del ARN celular. 2. El ARN de transferencia (ARNt), que representa 15% del ARN celular y se localiza en el citoplasma. 3. El ARN mensajero (ARNm), que se forma en el núcleo bajo las órdenes de ADN y la presencia de la enzima ARN polimerasa; es el encargado de llevar la información del núcleo a los ribosomas que están en el citoplasma celular. Replicación del ADN A la replicación del ADN se le conoce también como duplicación, porque consiste, básicamente, en una autocopia del ADN que se lleva a cabo de la siguiente forma: 1. Cuando el ADN va a replicarse, se estiran las cadenas espirales que simulan los pasamanos de la escalera de caracol, debido a la acción de la enzima ADN helicasa. 2. Poco a poco, estas bandas se abren como se aprecia en la figura. 3. Cada cadena del ADN sirve como “molde” para que los nucleótidos que la forman se unan a nucleótidos nuevos que les corresponden de acuerdo con su base nitrogenada, es decir, una base púrica sólo puede enlazarse con su correspondiente pirimídica y viceversa: sólo podrán unirse adeninas (A) con timi nas (T) y guaninas (G) con citosinas (C) por acción de la enzima ADN polimerasa. Se sintetizan nuevas hebras de ADN con las bases complementarias de las cadenas originales o parentales 4. Al final resultan cuatro cadenas: las dos que sirvieron de molde Transcripción El ARN desempeña un papel fundamental en varios momentos de la síntesis de proteínas, proceso que inicia con la transcripción e implica los siguientes pasos: 1. Se hace una copia de la información genética del ADN al ARNm complementándose las bases de ARNm necesarias sin perder la secuencia original de ADN. Esto se hace por fragmentos y a este cambio de “lenguaje” de ADN a ARNm se le conoce como transcripción. 2. El ARNm sale por los poros de la membrana nuclear hacia el citoplasma. 3. Una vez que el ARN mensajero sale del núcleo y llega al citoplasma, se une a un ribosoma formado por ARN ribosomal (ARNr), el cual más adelante, se unirá a los aminoácidos, que proceden de las proteínas de las plantas y animales que se utilizaron como alimento. Traducción (síntesis de proteínas) La síntesis de proteínas se realiza por la información que lleva el ARNm al ARNt y se lleva a cabo con los siguientes pasos: 1. Una vez que la información llegó al ribosoma desde el ADN en el núcleo que fue copiada por el ARNm y llevada al ribosoma (ARNr) proceso que se llama transcripción, la información se copia de nuevo por el ARN de transferencia (ARNt). 2. El ARNt, con la información ya copiada, localiza a los aminoácidos específicos (las unidades que forman las proteínas) según lo establece la secuencia de bases que copió, y que se encuentran dispersos en el citoplasma, entonces los transfiere a los ribosomas, donde cada aminoácido es colocado en el lugar exacto que le corresponde. 3. El ARNr “ensambla” los aminoácidos en los ribosomas para formar cadenas de polipéptidos, los cuales, a su vez, formarán las proteínas específicas según el código genético de las bases copiadas desde al ADN del núcleo. Cualquier “error” o cambio en el código genético normal de una especie recibe el nombre de mutación. La Figura 4.7 muestra el síndrome de Werner, el cual es resultado de una mutación que interfiere con la replicación y reparación adecuada del ADN, lo que aumenta la incidencia de mutaciones en todo el cuerpo y causa envejecimiento prematuro. El descubrimiento del genoma humano, se dio a conocer a principios del año 2001. Este genoma, al igual que el de cualquier otra especie o individuo, se refiere al número total de sus genes, los cuales están formados por su ADN. El genoma contiene toda la información de una especie o de un organismo: sus características físicas (su aspecto), su funcionamiento y resistencia a las enfermedades e infecciones, así como sus posibilidades de desarrollar enfermedades hereditarias y comunes, por ejemplo, predisposición para desarrollar diabetes, hiper tensión u obesidad, entre otras. Técnicas del ADN recombinante (ingeniería genética) • La ingeniería genética es una rama más o menos reciente de la biología y en específico de la biotecnología, que inició a finales de la década de 1970, y en la actualidad ha logrado desarrollar importantes técnicas moleculares in vitro para la manipulación o modificación de la estructura normal de las moléculas del ADN que forma los genes, a los que prácticamente construye, reconstruye, edita y manipula. • Los trabajos que llevan a cabo la biología molecular y la ingeniería genética consisten, sobre todo, en la recombinación del ADN en el laboratorio, ensamblando genes o partes de genes que provienen de distintos organismos, ya sea de la misma o de distinta especie; incluso, en ciertos casos, hasta entre organismos bastante lejanos en su parentesco evolutivo, como sucede entre el ser humano y ciertas bacterias. • La técnica del ADN recombinante es la modificación de la información original del ADN de los organismos, con genes completos o partes de ellos, provenientes de otros organismos. El ADN se selecciona y produce en laboratorios dentro de bacterias, levaduras o virus, y luego se transfiere a animales o plantas para desarrollar, entre otros, tratamientos para algunas enfermedades; vacunas; hormonas; plantas con mejor aporte nutricional y más resistencia a plagas, o con mayor tolerancia a la sequía; y mejoras en animales para consumo humano. Técnicas del ADN recombinante (ingeniería genética) Técnicas del ADN recombinante (ingeniería genética) *Un transgénico es un organismo que tiene información genética proveniente de otra especie. Técnicas del ADN recombinante (ingeniería genética) Insulina de laboratorio Pruebas de ADN En la actualidad se hacen pruebas de ADN para la ciencia forense, en el que utiliza al ADN como una forma de identificación de los individuos implicados en un posible delito. Debido a que la constitución del genoma de cada ser humano es específico, se obtienen restos de cabello, piel, semen, sangre o cualquier otro tejido que pueda caracterizarse para la identificación de los posibles agresores o de las víctimas. Asimismo, en problemas del establecimiento de la paternidad, es posible aclarar quiénes son los progenitores de un niño. Vacunas Las vacunas son, estímulos provocados para que el sistema inmune responda ante la exposición de sustancias producidas por un organismo patógeno. A estas sustancias nocivas se les llama antígenos. Muchas de las vacunas están hechas a partir de los mismos microorganismos patógenos debilitados o muertos, por lo que ya no provocan la enfermedad. También pueden estar hechas de los antígenos del microorganismo patógeno que se extraen por ingeniería genética. Al momento en que un organismo es vacunado, se le expone a esos antígenos y su sistema inmune crea una “memoria” de defensa llamada anticuerpos para que cuando en realidad se le exponga al patógeno, el sistema inmune ya tenga los medios suficientes para eliminar al patógeno. Técnicas relacionadas con Ingieneria Genética • • • • • • Elaboración de Hormonas Antibióticos Terapia celular Reproducción asistida Clonación Reacción en cadena de la polimerasa (PCR) • Biopesticidas ecológicos • Código genético • Transgénicos BIOÉTICA No es posible tratar temas de biotecnología sin hablar de la bioética, que es el estudio de los problemas éticos en la investigación biológica como en este caso la biotecnología y sus distintas aplicaciones. El desarrollo biotecnológico parece no tener límites, pues cada vez son más las ventajas y descubrimientos que pueden constituir una solución a diversos problemas. A pesar de ello han surgido voces que cuestionan si dichas aplicaciones están bioéticamente reguladas. Ello dependerá de que los avances de la bio tecnología se dirijan a un rumbo en el que sus aplicaciones tengan un beneficio real, no sólo para el ser humano, sino también para la naturaleza. HABILIDAD LECTORA-PÁG. 144 El colon, ¿vertedero o laboratorio? 1. Con metro y medio de largo y más de seis centímetros de ancho, expulsa al exterior los restos inútiles del bolo alimenticio; pero es en el colon donde se alojan la mayoría de las bacterias, un submundo con muy poca motilidad, es decir, donde las cosas de mueven muy poco. 2. El profesor Guarner también sabe que la dieta equilibrada es muy importante desde el punto de vista de la salud global del ser humano, no sólo por su mera faceta nutricional, puesto que en el tubo digestivo se adquieren nutrientes y se absorben los componentes energéticos que alimentan a las células, sino porque todo ese tracto membranoso trabaja día y noche en el reconocimiento inmunológico del mundo exterior. 3. “El 80% de las células inmunocompetentes están alrededor de la mucosa del tubo digestivo, donde disponemos de una serie de estructuras –30 000 folículos linfoides–capa-ces de obtener los antígenos o características de cada bacteria, o de cada microbio, para que el sistema inmunitario tome las decisiones de cuándo tolerar o cuándo rechazar a otro microorganismo“, expone. 4. Por eso hay microbios que perjudican a nuestra salud y por eso nuestro sistema inmunitario nos defiende: “El sistema inmunitario aprende a convivir con esas bacterias patógenas porque se hacen necesarias en la supervivencia del organismo. Es vital que se alojen dentro de nosotros”. 5. “El organismo sólo absorbe los azúcares y las amilasas —enzimas—. Lo demás llega al colon, fundamentalmente fibra vegetal, y permanece allí alrededor de un día y medio. Esa masa sirve de alimento a las bacterias, quienes la transforman en antioxidantes, vitaminas o ácidos grasos de cadena corta (la esencial omega-3, por ejemplo), sustancias que alimentan, a su vez, al propio tubo digestivo”. 6. La investigación comienza a comprender la envergadura real del proceso comunicativo entre bacterias y humanos. 7. Hemos entendido, incluso, que el hecho de estar colonizados por bacterias comporta un mejor crecimiento cerebral, algo que sorprende, más aun si tenemos en cuenta las funciones de un órgano tan distante del tubo digestivo. 8. Cuando un animal crece sin bacterias no se desarrolla correctamente, motivo que hace determinante la transmisión bacteriana entre familiares o entre individuos que se desarrollan en un mismo entorno medioambiental. 9. El intestino está poblado por millones de bacterias, pertenecientes a unas 1200 especies diferentes, que predominan unas sobre otras según los grupos de humanos. 10. La colonización microbiana te puede hacer más o menos resistente, ya que, por ejemplo, un tercio de lo que circula por nuestra sangre es de origen bacteriano. De hecho, las bacterias intestinales están implicadas en enfermedades como la obesidad, la diabetes o la colitis ulcerosa, por lo que cada individuo debería recibir un tratamiento en función de su pasaporte microbiano. En los adultos existen diferencias de hasta 300 especies. 11. A menos microbiota intestinal, más enfermedad. 12. En la sociedad más avanzada hay menos bacterias comunes intestinales, a diferencia de los individuos que viven en zonas rurales o tribus de países... ¿en vías de desarrollo? Donde hay una dieta rica en grasas saturadas y baja en fibras vegetales desaparecen los microbios intestinales. Después dela lectura, contesta el siguiente cuestionario: Thanks! CREDITS: This presentation template was created by Slidesgo, and includes icons by Flaticon, and infographics & images by Freepik
