Conceptos Fundamentales de Biología

Célula Procariota

Las células procariotas se caracterizan por su reproducción asexual y su tamaño, que oscila entre 1 y 5 micrómetros (µm). Su metabolismo puede incluir catabolismo por fermentación, respiración aerobia o anaerobia, y en algunos casos, fotosíntesis (como en ciertas bacterias).

Ejemplos de bacterias procariotas incluyen Salmonella y Bacillus cereus.

En cuanto a sus procesos metabólicos:

• Respiración: Proceso catabólico (libera energía).
• Fotosíntesis: Proceso anabólico (requiere energía para construir).
• Fermentación: Proceso catabólico (libera energía).
• Glucólisis: Proceso catabólico (libera energía).
• Gluconeogénesis: Proceso anabólico (requiere energía para construir).

Célula Eucariota

A diferencia de las células procariotas, las células eucariotas poseen un núcleo celular definido que contiene el material genético (ADN) dentro de su citoplasma. Los organismos eucariotas, cuyas células tienen este núcleo celular bien delimitado, integran todos los reinos de seres vivos, tanto pluricelulares como unicelulares superiores: los reinos Animalia, Plantae, Fungi y Protista.

Teoría Celular

La Teoría Celular es uno de los pilares fundamentales de la biología moderna y establece los siguientes principios:

1. Todos los organismos vivos están compuestos por células.
2. La célula es la unidad estructural y fisiológica de los seres vivos.
3. Las células constituyen las unidades básicas de la reproducción: cada célula procede de la división de otras células preexistentes, siendo idéntica a estas en su composición genética, estructural y funcional.
4. La célula es la unidad de vida independiente más elemental.

Proceso de Digestión

La digestión es el proceso mediante el cual los alimentos se descomponen en moléculas más pequeñas para ser absorbidas. A lo largo del tracto digestivo, intervienen diversas sustancias:

• Boca: Amilasas (digestión de carbohidratos), lisozimas (acción antibacteriana) y mucinas (lubricación).
• Laringe y Faringe: La saliva, producida en la boca, pasa por estas estructuras.
• Esófago: Mucina (facilita el paso del bolo alimenticio).
• Estómago: Gastrina (hormona que estimula la secreción de ácido) y pepsinas (enzimas que digieren proteínas).
• Intestino Delgado: Sales biliares (emulsión de grasas) y jugo pancreático (enzimas digestivas).
• Intestino Grueso: Principalmente absorción de agua y formación de heces.

Metabolismo

El metabolismo engloba el conjunto de procesos de cambio químico de la materia que llevan a cabo los seres vivos para obtener energía. Dichos procesos bioquímicos y fisicoquímicos se dan en el interior de las células y/o de los organismos, y son el fundamento para la perpetuación de la vida, incluyendo el crecimiento, la reproducción y la respuesta a los estímulos externos.

Se distinguen dos tipos principales de actividades metabólicas:

• Las actividades catabólicas se caracterizan por liberar energía, generalmente rompiendo enlaces químicos de sustancias complejas que se reducen a otras más simples, como ocurre con la glucosa en nuestro organismo.
• Las actividades anabólicas, en cambio, utilizan la energía obtenida para construir enlaces nuevos y con ellos nuevas sustancias constitutivas, como proteínas o aminoácidos.

Ejemplos de procesos metabólicos clave incluyen la fermentación, la respiración, la fotosíntesis, la glucólisis y la gluconeogénesis.

Biomoléculas Esenciales

Glúcidos (Carbohidratos)

Los glúcidos, también conocidos como carbohidratos, son biomoléculas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Sus principales funciones en los seres vivos son proporcionar energía inmediata y cumplir funciones estructurales.

• La glucosa y el glucógeno son las formas biológicas primarias de almacenamiento y consumo de energía.
• La celulosa cumple una función estructural al formar parte de la pared de las células vegetales.
• La quitina es un constituyente principal del exoesqueleto de los artrópodos.

Se clasifican en:

• Monosacáridos: Son sólidos neutros, incoloros, solubles en agua (dando soluciones viscosas que cristalizan con dificultad), poco solubles en alcohol e insolubles en general en éter, acetona y solventes no polares. Generalmente tienen sabor dulce.
• Disacáridos: Son glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos. Al hidrolizarse, producen dos monosacáridos libres.
• Oligosacáridos: Están compuestos por tres a nueve moléculas de monosacáridos que se liberan al hidrolizarse.
• Polisacáridos: Son cadenas, ramificadas o no, de más de diez monosacáridos. Resultan de la condensación de muchas moléculas de monosacáridos con la pérdida de varias moléculas de agua. Su fórmula empírica es: (C₆ H₁₀ O₅)n.

Proteínas

Las proteínas son macromoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. Por sus propiedades fisicoquímicas, las proteínas se pueden clasificar en:

• Proteínas simples (holoproteínas): Formadas solo por aminoácidos o sus derivados.
• Proteínas conjugadas (heteroproteínas): Formadas por aminoácidos acompañados de sustancias diversas (grupo prostético).
• Proteínas derivadas: Sustancias formadas por desnaturalización y desdoblamiento de las anteriores.

Las proteínas desempeñan una amplia variedad de funciones vitales:

• Estructural: Es una función crucial (Ej.: colágeno, queratina).
• Contráctil: Permiten el movimiento (Ej.: actina y miosina).
• Enzimática: Catalizan reacciones bioquímicas (Ej.: sacarasa y pepsina).
• Homeostática: Colaboran en el mantenimiento del pH (actúan como un tampón químico).
• Inmunológica: Defienden el organismo (Ej.: anticuerpos).
• Coagulación: Participan en la formación de coágulos (Ej.: fibrina).
• Protectora o defensiva: (Ej.: trombina y fibrinógeno).
• Transducción de señales: Transmiten información (Ej.: rodopsina).

Lípidos

Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas (la mayoría son biomoléculas) constituidas principalmente por carbono e hidrógeno y, en menor medida, por oxígeno. También pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno.

Debido a su estructura, son moléculas hidrófobas (insolubles en agua), pero son solubles en disolventes orgánicos no polares como la bencina, el benceno y el cloroformo, lo que facilita su extracción mediante este tipo de disolventes.

Es importante destacar que a los lípidos se les llama incorrectamente «grasas», ya que las grasas son solo un tipo de lípidos (triglicéridos) procedentes principalmente de animales y son los más ampliamente distribuidos en la naturaleza.

Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivos:

• Reserva energética: Como los triglicéridos.
• Estructural: Como los fosfolípidos de las bicapas celulares.
• Reguladora: Como las hormonas esteroides.

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