Genética y compuestos dela materia orgánica

Todo de biológico

1. Biología Lic. DAVID CAJUSOL PISCOYA Biólogo – Microbiólogo Semana 1 : Generalidades

2. Ciencia Total de conocimientos organizados y sistematizados para comprender y explicar lo que ocurre en el Universo, como resultado de la observación y experimentación.

3. Tipos de investigación

4. Tipos de investigación Investigación Descriptiva Describe e interpreta los fenómenos observados de forma natural. Ej. Nivel de hemoglobina de estudiantes de universidades particulares de Chiclayo . Investigación Experimental Incluye dos grupos : un control y un experimental. Ej. Eficacia de Calcio en la prevención de hipertensión arterial. Se trabaja con dos grupos de pacientes: a uno no se le da complemento de calcio en la dieta (control) y al otro si (experimental).

5. Clases de Ciencia Ciencias Lógica Matemática Estudian conocimientos: Puramente teóricos Subjetivos Del pensamiento Se basan en ideas Fácticas o Concretas Formales o Abstractas Hidrología Biología Biológicas o Bióticas Se basan en hechos Hacen huso de la: - Observación y de la - Experimentación Cosmológicas o Abióticas Química Física Estudian la actividad y procesos humanos. Son ciencias sociales: - Economía - Sociología - Historia - Antropología Metafísica Sociales Naturales Astronomía Geología Climatología

6. Método Científico Procedimiento lógico y ordenado que se sigue para resolver un problema, descubrir y demostrar una verdad científica. Puede utilizarse para resolver problemas cotidianos así como para generar conocimientos nuevos.

7. Método Científico La Biología usa el método científico como herramienta en la investigación de las causas y de los efectos de los fenómenos, hasta obtener explicaciones racionales y objetivas de las mismas. Es la forma en que un científico trata de hallar respuestas a sus interrogantes sobre la naturaleza.

8. Etapas del Método Científico OBSERVACIÓN Problema Hipótesis Experimentación Teoría Ley

9. Etapas del Método Científico 1. OBSERVACIÓN Base del método científico. Fuente de los descubrimientos. Utiliza los sentidos (directa) o instrumentos (indirecta). Es objetiva, exacta, sin prejuicio. 2. PROBLEMA O PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Determina que es lo que se quiere estudiar. Se plantea en forma de interrogantes y parte de la realidad observada: ¿cómo?, ¿cuándo?, ¿por qué?, ¿cómo sucedió?, etc. 3. HIPÓTESIS O FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS Posible respuesta (anticipada, apriori) a unas pregunta acerca de la naturaleza, basada en observaciones, lecturas y los conocimientos del científico. Tiene un valor predictivo , es decir, debe anticipar el resultado de un hecho antes que ocurra. 4. EXPERIMENTACIÓN Comprobación de la hipótesis. Se realiza normalmente en el laboratorio o en el campo. Permite aceptar (confirmar) o rechazar (refutar) la hipótesis. 5. TEORIA (Conclusiones) Conocimiento surgido de una hipótesis comprobada experimentalmente. Explica el por qué de un fenómeno de la naturaleza, que la evidencia ha apoyado repetidas veces. Las teorías científicas pueden cambiar. Una teoría sirve, generalmente, como base para experimentación adicional. Por ejemplo , la teoría de que los microbios causan enfermedades resultó en el desarrollo de las vacunas. 6. LEY (Principio) Es una descripción de algún aspecto de la naturaleza. Por ejemplo , la ley de Allen dice que algunas partes del cuerpo de una animal, como las orejas, son más pequeñas en los climas fríos que en los climas cálidos: los conejos que viven en la región polar tienen orejas más cortas que los conejo que viven en el desierto. FASES O ETAPAS DEL MÉTODO CIENTÍFICO Hipótesis es rechazada

10. Biología BIOS = vida. LOGOS = estudio, tratado. La Biología es una ciencia que estudia la vida y todo lo relacionado a ella: forma, estructura, origen, fisiología, relaciones con el ambiente, evolución, etc.

11. Neologismo, 1801 (S. XIX) Gottfried Treviranus Jean Baptiste Lamarck Filosofía de la Naturaleza viva: “ la biología estudiará las distintas formas de vida, las condiciones y las leyes que rigen su existencia y las causas que determinan su actividad…”

12. Ramas de la Biología Por el ser vivo tratado Bacteriología Protistología Protozoología Ficología Micología Botánica o Fitología Criptogamia Briología Pteridología Fanerogamia Zoología Helmintología Malacología Carcinología Entomología Ictiología Herpetología Ornitología Mastozoología Antropología Aracnología

13. Ramas de la Biología Por el tema tratado Citología Histología Anatomía Fisiología Bioquímica Ecología Genética Etnología Eugenesia Biogenia (Ontogenia y Filogenia) Biotaxia (Taxonomía) Biogeografía (Fitogeografía y Zoogeografía) Carpología Palinología Etología Paleontología

14. Características de los seres vivos Organización específica y compleja . Metabolismo Reproducción Herencia Crecimiento y desarrollo Irritabilidad Movimiento Adaptación Homeostasis

15. Niveles de Organización La materia viva se organiza desde elementos simples, cuya interacción genera estructuras cada vez mas complejas. BIÓSFERA BIOELEMENTO BIOMOLÉCULA

16. Nivel Químico o Abiótico Nivel Atómico (Bioelementos)

17. Nivel Químico o Abiótico Nivel Biomolecular

18. Nivel Celular : 1er. Nivel biótico

19. Nivel Tisular, Histológico, Tejido

20. Nivel Orgánico

21. Nivel Sistema de Órganos

22. Niveles Ecológicos Nivel de Organismo (Individuo) 1er. Nivel Ecológico

23. Niveles Ecológicos Nivel de Población

24. Niveles Ecológicos Nivel de Comunidad (Biocenosis o de Comunidad biótica)

25. Niveles Ecológicos Nivel de Ecosistema

26. Niveles Ecológicos Nivel de la Biósfera

27. NIVEL QUÍMICO DE LA MATERIA VIVA

28. BIOELEMENTOS Son elementos químicos que forman parte de la materia viva. Llamados también elementos biogenésicos . De los elementos químicos que existen, solo aproximadamente 27 de ellos se encuentran formando parte de los seres vivos.

29. Clases de Bioelementos Primarios Carbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno Fósforo Azufre Secundarios Sodio Potasio Cloro Calcio Magnesio Oligoelementos Cobalto Cobre Iodo Hierro Flúor Manganeso Cinc Selenio

30. Bioelementos Primarios Carbono Presente en cada molécula orgánica. Constituyente principal de la materia orgánica. Hidrógeno Constituyente del agua, todos los alimentos y mayoría de moléculas orgánicas. Parte fundamental en el enlace de bases nitrogenadas (ADN: puentes de hidrógeno). Oxígeno Constituyente del agua y moléculas orgánicas; funciones en la respiración celular (aceptor final de las moléculas de hidrógeno para producir agua). Mayor concentración en la composición química de la célula.

31. Bioelementos Primarios Nitrógeno Elemento característico de proteínas y ácidos nucleicos. Importante en la biogénesis de estas moléculas. Fósforo Integra la estructura de todas las células (composición química de la membrana celular). Forma parte de los huesos y dientes (80%), del ADN y ARN, ATP, enzimas; equilibrio ácido – básico. Azufre Componente de la queratina (proteína de la piel, uñas, plumas y pelo) y proteínas contráctiles del músculo. En los aminoácidos cisteína y metionina.

32. Bioelementos Secundarios Sodio Catión más abundante del líquido extracelular . Regula la presión osmótica (balance del agua corporal), equilibrio ácido básico (junto al Cl - y HCO 3 - ); función nerviosa (transmisión de impulsos) y contracción muscular. Deficiencia: calambres musculares, deshidratación. Potasio Catión más abundante del líquido intracelular. Función : Contracción muscular, conducción del impulso nervioso, equilibrio ácido básico, equilibrio del agua corporal.

33. Bioelementos Secundarios Cloro Anión más abundante del líquido extracelular. Función: Presión osmótica, equilibrio ácido base, síntesis de ácido clorhídrico (HCl) en el estómago (jugo gástrico). Calcio Catión más abundante del cuerpo. Constituyente de huesos y dientes (99%), músculos. Se absorbe en presencia de la vitamina D. Requerido en: coagulación sanguínea, endocitosis, exocitosis, contracción muscular. Deficiencia: Osteomalacia, osteoporosis, raquitismo, falta de crecimiento. Transmisión de impulsos nerviosos. Magnesio En la molécula de clorofila y para la activación de enzimas en la síntesis proteica (cofactor enzimático).

34. Oligoelementos: menor a 0,1% Cobalto Componente de la vitamina B 12 (Cianocobalamina). Necesario para que se complete la eritropoyesis. Evita la anemia perniciosa. Cobre En la hemocianina (transportador de gases) y enzimas oxidasas (citocromo oxidasa). Necesario, junto con el hierro, para la síntesis de hemoglobina. Antioxidante. Su deficiencia ocasiona anemia microcítica. Iodo Componente indispensable de hormonas tiroideas (tiroxina, triyodotironina). Deficiencia : bocio, cretinismo endémico.

35. Oligoelementos: menor a 0,1% Hierro Parte esencial de la hemoglobina (66%), enzimas respiratorias (citocromos) y en la mioglobina (músculos). Deficiencia : anemia. Flúor Como fluoruros. Incrementa la dureza de huesos y dientes (evita la formación de caries). Manganeso Forma parte de varias enzimas (metaloenzimas: hidrolasas, transferasas), activa otras (cofactor). Participa en el proceso de crecimiento, reproducción y lactación. Antioxidante. Como cofactor en la fotólisis del agua.

36. BIOMOLÉCULAS BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS Con enlace C – C Ácidos orgánicos Bases orgánicas Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos Vitaminas Hormonas INORGÁNICAS Sin enlace C – C Agua Sales minerales Ácidos inorgánicos Bases inorgánicas Oxígeno molecular Dióxido de carbono Nitrógeno molecular

37. EL AGUA Líquido de la vida

38. El agua : características generales Compuesto más abundante de la naturaleza y de los seres vivos. Representa el 60 – 90% de la masa de los seres vivos y un 60% del volumen del cuerpo humano. La molécula de agua está compuesta por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

39. El agua : características generales La molécula de agua es dipolar . Esta característica se debe a la presencia de los enlaces covalente polar entre los átomos de hidrógeno y el átomo de oxígeno y además a la presencia de un ángulo HOH que mide 104,5°

40. El agua : características generales Los átomos de H se unen al átomo de O por medio de “ enlaces covalentes ” Dos o más moléculas de agua están unidas por “ enlace puente de hidrógeno ” Enlace covalente Enlace Puente de Hidrógeno

41. El agua : características generales Cohesión molecular elevada. Cada molécula de agua es capaz de unirse a 4 más. Esta propiedad es la responsable de la elevada cohesión interna del agua líquida.

42. El Agua : Importancia biológica Disolvente universal , por su capacidad de formar puentes de hidrógeno con otras sustancias, elevada constante dieléctrica y su polaridad.   Regula la temperatura corporal (amortiguador térmico o termorreguladora), debido a su elevado calor específico. Vehículo de transporte de sustancias.

43. El Agua : Importancia biológica Participa en muchas reacciones biológicas. Lubricante de diversas regiones del cuerpo. Mantiene la turgencia celular . Proporciona flexibilidad y elasticidad a los tejidos.

44. El Agua : Propiedades físicas Elevado calor específico Esta propiedad está relacionada con los puentes de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua. Permite que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura y así mantener una temperatura constante

45. El Agua : Propiedades físicas Elevado calor de vaporización Modera los efectos de las temperaturas elevadas.

46. El Agua : Propiedades físicas Elevado calor de fusión Modera los efectos de las bajas temperaturas.

47. El Agua : Propiedades físicas Elevada constante dieléctrica Le permite desestabilizar moléculas polares y actuar como un gran disolvente, sirve de medio para las reacciones celulares, la absorción de moléculas nutritivas y la excreción de desechos.

48. El Agua : Propiedades físicas Elevada tensión superficial Esto le permite formar una red molecular compacta a nivel superficial que soporta las presiones externas (fuerzas de cohesión). Esto explica el porque algunos insectos caminan sobre la superficie de charcas de agua sin hundirse.

49. El Agua : Propiedades físicas Capilaridad Capacidad que tiene para ascender por tubos finos llamados capilares. La capilaridad se debe a las sumas de las fuerzas de: Adhesión Cohesión Tensión

50. El Agua : Propiedades físicas Bajo grado de ionización Alto punto de ebullición Ph neutro Bajo punto de congelación

51. SALES MINERALES Pueden encontrarse: Disueltas (iónicas o electrolitos) Precipitadas. Asociadas.

52. Sales Minerales Disueltas Se encuentran medio acuoso formando iones o electrolitos . Aniones: Cl -1 , SO 4 -2 , PO 4 -3 , HCO 3 -1 Cationes: Na +1 , K +1 , Ca +2 , Mg +2 , Fe +2

53. Sales Minerales Precipitadas En el citoplasma y superficie celular formando estructuras rígidas . Carbonato de calcio [ Ca(CO 3 ) ]: en dientes, valvas de moluscos, crustáceos. Fosfato de calcio [ Ca 3 (PO 4 ) 2 ] en dientes, huesos. Sílice [SiO 2 ]: en las espículas de esponjas.

54. Sales Minerales Asociadas Fundamentalmente a moléculas orgánicas El hierro al formar el grupo hem, forma la hemoglobina. El yodo en las hormonas tiroideas. El magnesio en la molécula de clorofila El fósforo en e l ATP, nucleótidos, fosfolípidos, fosfoproteínas. El azufre en los aminoácidos metionina y cisteína. de clorofila.

55. Funciones de las sales Sales minerales precipitadas Función estructural o plástica, al formar esqueletos.

56. Funciones de las sales Sales minerales disueltas Regulan el pH de los líquidos corporales y el equilibrio ácido básico. Regulan el volumen celular y la presión osmótica. Forman potenciales eléctricos a nivel de membranas celulares, generalmente en neuronas y fibras musculares. Mantienen el grado de salinidad del medio interno. Estabilizan (como cofactores) y regulan la actividad enzimática. Forman sustancias tampón o amortiguadoras.