PROCESOS BIOLOGICOS

Un proceso biológico es un proceso de un ser vivo. Los procesos biológicos están hechos de algún número de reacciones químicas u otros eventos que resultan en una transformación.

La regulación de los procesos biológicos ocurre cuando algún proceso es modulado en su frecuencia, velocidad o alcance. Los procesos biológicos están regulados por muchos medios; entre los ejemplos figuran el control de la expresión génica, la modificación proteica o la interacción con una molécula de proteína o sustrato.

Los procesos biológicos están regulados a menudo por la genética. En algunos casos, la mutación puede llevar a interrupciones a un proceso biológico. Los virus tienen un conjunto de procesos biológicos por los que se reproducen.

Entre los procesos biológicos figuran:

Adherencia celular, la unión de una célula, a otra célula o bien a un sustrato subyacente como la matriz extracelular, a través de moléculas de adherencia celular.

Comunicación celular o unión entre una célula y otra célula, entre una célula y una matriz extracelular, o entre un célula y cualquier otro aspecto de su entorno.

Morfogénesis, crecimiento celular y diferenciación celular Proceso fisiológico celular, los procesos pertinentes a la función integrada de una célula. Reconocimiento celular, el proceso por el cual una célula en un organismo multicelular interpreta

sus alrededores. Proceso fisiológico, aquellos procesos específicamente pertinentes al funcionalmente de las

unidades vivas integradas: células, tejidos, órganos y organismos. Pigmentación Reproducción Digestión Respuesta a estímulos, un cambio de estado o actividad de una célula u organismo (en términos de

movimiento, secreción, producción de enzimas, expresión génica, etc.) como resultado de un estímulo.

Interacción entre organismos. los procesos por los cuales un organismo tiene un efecto observable en otro organismo de su misma o diferente especie.

También: fermentación, fertilización, germinación, tropismo, hibridación, metamorfosis, fotosíntesis, transpiración.

Factores biológicos

Las causas capaces de originar una enfermedad son muy numerosas, así como muy complejos los mecanismos de acción que ejercen sobre el cuerpo. Existen causas exógenas –por ejemplo las infecciones y las enfermedades parasitarias- y endógenas –que pueden aparecer por disfunción de un órgano (por ejemplo del páncreas en la diabetes mellitus), por una reacción anormal (como ocurre en la cirrosis hepática), o por un trastorno metabólico y funcional de las células (por ejemplo en las neoplasias, esto es, tumores).

Los factores biológicos son inherentes a la fisiología del organismo y menos susceptibles de modificación que los demás factores. En las sociedades desarrolladas, estos factores influyen de forma muy relevante en la mortalidad de los niños menores de un año, pues, al estar muy controladas las enfermedades infecciosas, las causas más frecuentes de mortalidad infantil son las alteraciones congénitas y las hereditarias; pero a partir de cierta edad la importancia de estos factores como causantes de enfermedades disminuye de forma importante.Desde un punto de vista médico-biológico, las enfermedades se pueden clasificar según su localización (hueso, corazón, hígado...); historia natural (aguda o crónica), curso (progresivo o intermitente), o con otros criterios.

Dos de las formas más útiles de clasificación son aquellas que se realizan atendiendo a la causa (etiología) o al proceso biológico que se afecta.

La clasificación según la causa procede históricamente del estudio de las enfermedades infecciosas, las cuales se encuentran entre las primeras enfermedades para las que se encontró una explicación. Los ejemplos incluyen: neumonía, cólera y gonorrea, producidas por bacterias; y viruela, sarampión y hepatitis, causadas por virus. Sin embargo, incluso cuando se identifica el agente causal, la infección no es la única parte importante del proceso de la enfermedad. Por ejemplo, mucha gente puede estar expuesta al virus de la gripe y no padecer la enfermedad, otros pueden enfermar levemente, y los ancianos o las personas debilitadas pueden fallecer.

El estado del sistema inmune y el estado de salud general de las personas influye en el curso de la enfermedad. En muchas enfermedades la causa es poco conocida o totalmente desconocida, aunque se puede identificar el sistema biológico afectado. Un ejemplo es el cáncer, en el cual se pierde el control habitual que el organismo ejerce sobre el crecimiento celular. Como resultado, se produce un crecimiento incontrolado de un grupo de células determinado, hasta que se acumula una gran masa celular que puede dañar el tejido normal. Otro grupo de enfermedades son consecuencia de un trastorno delsistema inmune. En estas enfermedades, denominadas enfermedades autoinmunes, el sistema inmune actúa contra los tejidos normales del organismo, destruyendo su funcionamiento normal.

Las enfermedades pueden ser también resultado de alteraciones de los receptores celulares. Los receptores son sustancias dispuestas sobre la superficie de las células que permiten que sustancias químicas presentes en el exterior, como hormonas o nutrientes, penetren en ellas. Ciertos casos de diabetes mellitus se deben a una alteración de los receptores celulares para la insulina, la hormona que favorece la entrada de glucosa en la célula. El trastorno neurológico denominado enfermedad de Parkinson se debe a la presencia de un receptor anómalo para una sustancia química específica que es necesaria para el funcionamiento cerebral.

En la actualidad, se sabe que muchas alteraciones que se consideran trastornos de la personalidad tienen un componente bioquímico. Por ejemplo, las personas con anomalías en el metabolismo del alcohol pueden ser más vulnerables a sus efectos que otras. El éxito de ciertos fármacos en el tratamiento de trastornos mentalesha suscitado la idea de que éstos pueden no ser siempre debidos a problemas de conducta, sino a manifestaciones del funcionamiento anómalo de una parte del cerebro.

Otros factores determinantes de la salud:

Factores ambientales. Estilo de vida. Atención sanitaria.

metabolismo, conjunto de reacciones químicas que tienen lugar dentro de las células de los organismos vivos, las cuales transforman energía, conservan su identidad y se reproducen. Todas las formas de vida, desde las algas unicelulares hasta los mamíferos, dependen de la realización simultánea de centenares de reacciones metabólicas reguladas con absoluta precisión, desde el nacimiento y la maduración hasta la muerte. Las células tienen una serie de enzimas o catalizadores específicos que se encargan de activar, controlar y terminar todas estas reacciones, cada una de las cuales está a su vez coordinada con muchas otras que se producen en todo el organismo.

fases del metabolismo

Anabolismo y catabolismo

Hay dos grandes procesos metabólicos: anabolismo o biosíntesis y catabolismo. Se llama anabolismo, o metabolismo constructivo, al conjunto de las reacciones de síntesis necesarias para el crecimiento de nuevas células y el mantenimiento de todos los tejidos. El catabolismo, o metabolismo destructivo, es un proceso continuo centrado en la producción de la energía necesaria para la realización de todas las actividades físicas externas e internas. El catabolismo engloba también el mantenimiento de la temperatura corporal e implica la degradación de las moléculas químicas complejas en sustancias más sencillas, que constituyen los productos de desecho expulsados del cuerpo a través de los riñones, el intestino, los pulmones y la piel.

Las reacciones anabólicas y catabólicas siguen lo que se llaman rutas metabólicas; ambos tipos de rutas se combinan unas con otras para producir compuestos finales específicos y esenciales para la vida. La bioquímica ha determinado la forma en que se entretejen algunas de estas rutas, pero muchos de los aspectos más complejos y

ocultos se conocen sólo en parte. En esencia, las rutas anabólicas parten de compuestos químicos relativamente simples y difusos llamados intermediarios. Estas vías utilizan la energía que se obtiene en las reacciones catalizadas por enzimas y se orientan hacia la producción de compuestos finales específicos, en especial macromoléculas en forma de hidratos de carbono, proteínas y grasas. Valiéndose de otras secuencias enzimáticas y moviéndose en sentido contrario, las rutas catabólicas disgregan las macromoléculas complejas en compuestos químicos menores que se utilizan como bloques estructurales relativamente simples.

Cuando el anabolismo supera en actividad al catabolismo, el organismo crece o gana peso; si es el catabolismo el que supera al anabolismo, como ocurre en periodos de ayuno o enfermedad, el organismo pierde peso. Cuando ambos procesos están equilibrados, se dice que el organismo se encuentra en equilibrio dinámico.

3. ¿A cual fase del metabolismo pertenece la respiración celular y la fotosíntesis?

La respiración celular pertenece al catabolismo y la fotosíntesis al anabolismo.

4. Llene el siguiente cuadro con los datos que se solicitan.

Fotosíntesis Respiración

ReactivosBióxido de carbono y el

aguaGlucosa en presencia de

oxigeno

Producto glucosa CO2 y agua

Ecuación General6 CO2 + 6 H2O + Energía luminosa C6H12O6 + 6 O2

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energía

5. Explique como la fotosíntesis y la respiración son parte de un ciclo.

La respiración de las células libera la energía almacenada en la glucosa. Las moléculas de glucosa se descomponen y se libera la energía almacenada en sus uniones químicas. Parte de esta energía se libera como calor. Parte es almacenada en el ATP para su uso en actividades celulares. El CO2 producido en la respiración aeróbica se recicla cuando se utiliza en la fotosíntesis para hacer mas glucosa.

El proceso de la respiración se efectúa constantemente en las células. La respiración aeróbica requiere de oxígeno. La respiración anaerobia se efectúa sin oxígeno y también se llama fermentación.

La mayor parte de las formas vivientes dependen de la fotosíntesis, que se lleva a cabo en las plantas verdes en presencia de luz solar. Durante la fotosíntesis, el bióxido de carbono y el agua se usan para sintetizar compuestos orgánicos como la glucosa, el combustible básico para todas las células. Por lo tanto, la energía luminosa del Sol es almacenada como energía química. El ATP sirve para transferir energía en muchas reacciones de los seres vivos. Algunos autotrófos no usan la energía solar. Elaboran su propio alimento usando la energía almacenada en compuestos inorgánicos. Este proceso se llama quimiosíntesis.

6. Distinga entre un autótrofo y un heterótrofo.

autótrofo, -a

I. De auto + gr. trepho = yo alimento.

(Adjetivo, -a). Dícese del organismo capaz de elaborar materia orgánica, de la que se nutre, a partir de sustancias inorgánicas, como hacen por ejemplo las plantas por el proceso de la fotosíntesis.

heterótrofo, -a

I. De hetero- + gr. trophos = que se alimenta.

1. (adjetivo, -a). Dícese de los organismos que sólo se nutren de sustancias elaboradas por otros seres vivos, como los animales y los vegetales sin clorofila.

2. (adjetivo, -a). Dícese del género de nutrición propio de estos organismos.

Los organismos que combinan las moléculas inorgánicas convirtiéndolas en orgánicas para su uso como alimento, se llaman autótrofos(auto = uno mismo; trophos = alguien que alimenta). Las plantas verdes son autótrofas, hacen su propio alimento en el proceso de la fotosíntesis. Todos dependemos de las plantas verdes para nuestra alimentación. Un organismo como el nuestro, que es incapaz de sintetizar las moléculas orgánicas de alimento a partir de moléculas inorgánicas, se llama heterótrofo(heteros = otro). La vaca que come pasto es un heterótrofo. Depende directamente de las plantas verdes para su alimentación. Cuando comemos carne de res y tomamos leche, estamos dependiendo indirectamente del pasto para nuestra alimentación. Esto se debe a que la energía paso del Sol al pasto, a la res y después a ti. Como podemos ver, la vida depende de los autótrofos.

7. ¿En que parte de la célula se lleva a cabo la respiración celular?

Mitocondria (mito = hilo). El microscopio electrónico hace claramente visibles a organelos pequeños con forma de varilla, llamados mitocondrias. Estos son los centros de la respiración de la célula, liberan la energía de la que dependen las actividades celulares.

Las mitocondrias son especialmente numerosas en las células situadas en áreas de gran actividad, como las células de los músculos. En una célula de hígado pueden encontrarse hasta 2 500 mitocondrias.

8. ¿En que parte de la célula se lleva a cabo la fotosíntesis?

La fotosíntesis se lleva a cabo en los cloroplastos. La reacción lumínica se efectúa en la grana y la reacción oscura en el estroma.

Los plastos son organoides encontrados en casi todas las células vegetales. Algunos plastidos actúan como fabricas químicas y otros sirven principalmente para almacenar alimentos. El plasto mas conocido es el cloroplasto (cloros = verde), que contiene el pigmento verde conocido como clorofila. La clorofila esta empacada entre capas de proteína y lípidos, en cuerpos llamados grana. La función basca de los cloroplastos es atrapar la energía solar y utilizarla para formar carbohidratos. Los animales, incluyendo a los seres humanos, pueden usar esta energía cuando toman carbohidratos en su comida.

9. Distinga entre endergónico y exergónico.

endergónico, -a

I. De endo- + gr. ergon = energía.

(Adjetivo, -a). Dícese de aquellos procesos químicos que requieren aporte de energía para poderse realizar.

exergónico, -a

I. Del gr. ex- + ergon = obra, energía + -ico.

(Adjetivo, -a). Dícese de la reacción química que libera energía.

10. Relacione las preguntas numero 6 y 9 con los procesos de fotosintesis y respiración.

Si se relaciona la pregunta 9, con los procesos de fotosíntesis y respiración, nos damos cuenta que la fotosíntesis es una reacción endergónica, y la respiración celular es una reacción exergónica.

La célula, unidad fundamental de la vida

Robert Hooke descubrió que los seres vivos están formados por estructuras microscópicas elementales que denominó células. La teoría celular es la parte de la biología actual que explica la constitución de los seres vivos en base a células. Sus principios básicos son los siguientes:

La célula es la unidad anatómica de todo ser vivo, porque todo ser vivo está formado por una o más células.  La célula es la unidad fisiológica de todo ser vivo, porque es la parte más pequeña con vida propia y realiza todas

las funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.  Toda célula procede de otra célula, y el material hereditario pasa de madres a hijas. Función de nutrición

La nutrición celular engloba los procesos destinados a proporcionar a la célula energíapara realizar todas sus actividades y materia orgánica para crecer y para reparar sus estructuras. 

En las imágenes se muestra cómo llegan a la célula las sustancias con las que se nutren. 

Pequeñas partículasLos gases y las moléculas de pequeño tamaño pueden atravesar fácilmente la membrana plasmática gracias a su fluidez.

Grandes partículasLa membrana plasmática rodea la molécula grande formando una vacuola, que luego es digerida por la célula. Este mecanismo se llama fagocitosis.

Existen dos tipos de nutrición celular: autótrofa, propia de las plantas, y heterótrofa, propia de los animales.Función de relación

Mediante la función de relación las células reciben estímulos del medio y responden a ellos. Estos estímulos pueden ser luminosos, químicos o mecánicos. La respuesta más común a estos estímulos es el movimiento, que puede ser de dos tipos ameboide y vibrátil.

Ameboide. Se produce por expansiones de la membrana plasmática o seudópodos.

Vibrátil. Está causado por la vibración de cilios y flagelos en un medio acuoso.

Reproducción celular

En la reproducción celular, una célula se divide dando origen a dos o más células descendiientes, transmitiéndoles la información genética.

En los eucariotas, este proceso comprende dos fases sucesivas: la división del núcleo y la división del citoplasma.

División del núcleo El núcleo se divide en dos partes exactamente iguales. Este proceso recibe el nombre de mitosis.

División del citoplasma

Durante este proceso denominado citocinesis, todo el material del citoplasma se reparte entre las células hijas. Según el modo en el que se reparte distinguimos tres tipos: bipartición, gemación y esporulación.

Organismos

unicelulares

Muchos seres vivos están formados por una única célula, que debe realizar todas las funciones de un ser vivo de forma autónoma. Al ser unicelulares solo pueden ser observados al microscopio, por lo que reciben el nombre de microorganismos omicrobios. 

Algunos microorganismos se agrupan para mejorar su eficacia, formando colonias, que se originan a partir de una sola célula que se divide sucesivamente. La división celular da lugar a nuevos individuos completos, que permanecen unidos. Los diferentes mecanismos de división celular son, por tanto, los mecanismos de reproducción de los organismos unicelulares.

La bipartición consiste en la división de una célula madre en dos células hijas del mismo tamaño. Es característico de las bacterias.

En la gemación, la célula hija es menor que la célula madre, y posteriormente alcanza el mismo tamaño. Es propio de las levaduras.

La esporulaciónconsiste en la formación de muchas células a partir de la célula madre. Este mecanismo es característico de los hongos.

Organismos pluricelulares

Los organismos pluricelulares están formados por más de una célula, incluso millones de ellas. En este caso, las células cooperan para realizar las funciones de todo el organismo, y para ello las células se especializan. Estas células no son autónomas, necesitan la colaboración de las otras para sobrevivir.