miércoles, 9 de noviembre de 2016

VIDEOS SOBRE ORIGEN DE LA VIDA

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TEMA: REPRODUCCIÓN EN ANIMALES. (SÓLO TEXTO)

UNIDAD 2- SUBTEMA: REPRODUCCIÓN EN ANIMALES.
La reproducción es la función que hace posible la continuidad de la vida, permitiendo que
los individuos engendren nuevos individuos semejantes. Cuando la reproducción se ve imposibilitada, por diversos factores, la especie desaparece.
Existen dos tipos de reproducción:. asexuada y sexuada
Asexuada: no intervienen células especializadas (gametos).
La ventaja que tiene es que es simple, directa, y permite la rápida propagación de especies
de una zona, por ejemplo los arrecifes de coral. La desventaja: todos los individuos que se
originan son exactamente iguales entre sí, debido a que surgen por mitosis de células del ser
que los origina. El resultado solo puede vivir en las mismas condiciones (clima, nutrición,
ambiente, etc.) que los progenitores. Cualquier pequeña variación de esas condiciones hace
peligrar la vida de los individuos formados.
TIPOS DE REPRODUCCIÓN ASEXUADA:
1) POR DIVISIÓN O FRAGMENTACIÓN. El ser vivo se divide en 2 o más partes y luego cada parte crece hasta alcanzar el tamaño adulto. Ocurre en los Protozoarios (división longitudinal o transversal) y bacterias. En el caso de mamíferos, el cigoto formado al principio de la fecundación de tatú o mulita, se divide en 4 células, que se separan; luego, cada una, dará lugar al desarrollo de otro tatú; los 4 tatúes son totalmente idénticos. La hembra de tatú, en cada parto, tiene cuatrillizos idénticos.
En algunas raras ocasiones ocurre lo mismo en el ser humano, dando lugar a mellizos idénticos (gemelos univitelinos).
2) POR FORMACIÓN DE YEMAS: Las esponjas (animal marino) emiten una yema o brote que al crecer se transforma en otra esponja, que queda junto a la madre; se forman así grandes colonias. Las esponjas de agua dulce emiten yemas internas cuando el río o laguna se seca. La esponja muere, pero su yema queda viva hasta que reaparecen las lluvias. Entonces, cada yema origina una nueva esponja.
Otro caso es el del quiste hidático. Se trata de la forma larvaria de un gusano plano microscópico que vive en el intestino del perro: la Tenia Equinococcus. Cuando el huevo de esta tenia entra por el tubo digestivo del hombre o ganado vacuno, ovino y suino, se convierte en una larva formando un quiste, afectando principalmente el hígado y pulmones. Como encuentra resistencia al desarrollarse, emite yemas que pueden crecer hacia adentro o fuera del quiste.
3) POR REGENERACIÓN: se forman nuevamente partes perdidas de un ser vivo. Las hidras, corales, planarias (gusano plano libre) y la estrella de mar pueden formar nuevos individuos de cada parte seccionada debido a que poseen en todo el cuerpo células multipotenciales, capaces de formar todos los órganos necesarios para la vida.
REPRODUCCIÓN SEXUADA.
Presente en la mayoría de los animales. Se realiza mediante células especializadas (gametos). En el macho las células reproductoras son los espermatozoides, formados por meiosis en los testículos, y en la hembra las células son los óvulos, formados por meiosis en los ovarios. Los testículos y ovarios son las gónadas o glándulas reproductoras. Los óvulos son células  haploides grandes, inmóviles y en número escaso. Los espermatozoides, también haploides, son pequeños, móviles y se forman en grandes cantidades.
De la fecundación de gametos (unión de células reproductoras) surge una célula única llamada célula huevo o cigoto, que ya es un nuevo individuo, con algunos caracteres maternos y otros paternos, que reunidos forman un ser único y diferente de cada uno de sus progenitores. Este cigoto se divide por mitosis formando 2, 4, 8, etc., células sucesivamente, formando un embrión, con tejidos y órganos diferenciados y aumenta de tamaño.
* También puede formarse el nuevo individuo por partenogénesis. (ver en Unidad 1: Ciclo
Vital: formas de nacimiento).
Estudiaremos algunos ejemplos en animales según varían el tipo de fecundación, desarrollo y reproducción según como nazca el embrión.
FECUNDACIÓN EXTERNA: fuera del cuerpo de la hembra.
LOMBRIZ DE TIERRA:
Hermafroditas insuficientes: a pesar de que poseen testículos y ovarios, presentan PROTERANDRIA, es decir que los espermatozoides maduran primero que los óvulos y deben ser almacenados en depósitos adecuados(receptáculos seminales).
La unión sexual o apareamiento entre 2 lombrices se realiza durante la noche, en épocas calurosas y húmedas, cuando las lombrices abandonan sus galerías.
Dos lombrices unen sus zonas ventrales, aplicándose la zona de los anillos VII a XII de una lombriz, contra el clitelo de la otra (anillos XXXII a XXXVII).
Los espermatozoides salen por el orificio genital masculino y se deslizan a lo largo de la línea espermática (entre ambas lombrices), hasta llegar a la región del clitelo, frente a la abertura de los receptáculos seminales de la otra lombriz. Penetran allí y son almacenados.
Por tanto, la unión sexual no coincide con la fecundación, es sólo un intercambio de espermatozoides: FECUNDACIÓN CRUZADA.
Más tarde, cuando la lombriz, aisladamente, sale nuevamente a la superficie las glándulas
del clitelo forman un mucus que lo envuelve y se corre hacia la región anterior del animal,
levantando los óvulos que salen del poro genital femenino (anillo XIV) y los espermatozoides reservados en los receptáculos seminales (anillos IX y X). Cuando se zafa la lombriz del mucus, éste se cierra por sus extremos, deja en él los espermatozoides, que recibió en la unión sexual, y óvulos que ella produjo. En este capullo llamado OOTECA, ocurre la fecundación. Al tiempo salen lombrices pequeñas de su interior.
PECES ÓSEOS:
Unisexuados. Los machos y hembras liberan sus gametos en el agua donde tiene lugar la fecundación, la cual no puede realizarse en el medio aéreo porque los gametos no sobreviven. Reproducción ovulípara (la hembra expulsa óvulos) El desarrollo del embrión es directo, a los 10- 14 días nacen alevinos, peces de 1 cm de longitud, que tienen su vientre con un saco vitelino con alimento para los primeros días. Después de consumirlo se alimenta por sí mismo, crece y llega a adulto.
SAPOS:
Unisexuados, con dimorfismo sexual (diferencias externas entre macho y hembra, sin tener
en cuenta los órganos reproductores). El macho, casi siempre más chico que la hembra, tiene los miembros anteriores con 2 dedos más largos que los otros y en la época de reproducción desarrolla un comportamiento característico (croar) y un ampolla o callosidad nupcial, ventosa importante en el AMPLEXO o ABRAZO SEXUAL. Ocurre la seudo-cópula (seudo-falsa) entre macho y hembra en la cual el macho sostiene a la hembra presionándola bajo las axilas y expulsando su esperma a medida que ésta expulsa los óvulos (30000), en dos hileras. Reproducción: es ovulípara y la fecundación externa.
Los huevos resultantes de la fecundación son muy numerosos, lo que contrarresta la frecuente destrucción causada por animales o por desecación de los charcos. Cada huevo está recubierto por una gelatina, que al contacto con el agua se hincha, formando una esfera con el embrión en su interior. Éste queda libre al disolverse la membrana que lo rodea, transformándose en larva o renacuajo, con una larga cola, branquias externas y corazón con 2 cavidades (igual que los peces).
El desarrollo es indirecto, pues la larva sufre una METAMORFOSIS (cambios totales en forma y funciones) hasta llegar a adulto. Al principio no come pues todavía no tiene boca formada, tiene un disco adhesivo para fijarse a las plantas acuáticas. Las branquias externas reducen su tamaño y quedan encerradas en el tronco (branquias internas). Aparecen los miembros posteriores, muy reducidos. La cola comienza a reducirse (atrofia) y las branquias internas desaparecen, siendo sustituidas por pulmones, lo que obliga al renacuajo a subir de tiempo en tiempo a la superficie, para tomar oxígeno. Más adelante aparecen los miembros anteriores, termina el desarrollo de los pulmones, y desaparece la cola, convirtiéndose en adulto, que es de alimentación carnívora (insectos), con 3 cavidades en el corazón.
Como puede verse, este animal tiene dos formas de vida: una correspondiente a la edad juvenil, en la cual vive como un pez; otra, en la edad adulta, durante la cual vive como un
animal de vida aérea terrestre. Por ello se llaman anfibios (anfi:dos, bios:vida).
FECUNDACIÓN INTERNA:
Característica del medio aéreo. Los machos depositan los espermatozoides en el aparato
reproductor de la hembra. Puede ser por transmisión directa de un cuerpo a otro (COPULACIÓN) o por vía indirecta, por medio de espermatóforos, paquetes de espermatozoides que el macho introduce en el orificio genital de la hembra, como ocurre en
escorpiones y arañas.
INSECTOS:
Unisexuados. La fecundación es por copulación. El macho y la hembra son diferentes
externamente. La reproducción es ovípara, la hembra expulsa huevos con el cigoto, y el
embrión se desarrolla fuera de la madre, necesitando un período de desarrollo hasta salir del
huevo.
En el caso de los cascarudos, los huevos depositados en el suelo dan origen a pequeños
gusanos blancos (larvas), que no se asemejan en nada a los adultos. Sufren cambios al cabo
de los cuales alcanzan la forma adulta, cambios llamados METAMORFOSIS COMPLETA
o DESARROLLO INDIRECTO. También presentan este desarrollo: moscas, mosquitos, abejas, mariposas, etc.
Otros insectos como el grillo, vinchuca, cucaracha, langosta, etc. Tienen metamorfosis incompleta, en la cual los cambios que sufre la larva son parciales, son animales en miniatura, cambian de tamaño hasta llegar a adultos, adquiriendo alas y madurando el aparato reproductor.
AVES:
GALLINA DOMÉSTICA: Presenta un claro dimorfismo sexual, presentando el gallo vistoso plumaje, cola con largas plumas y cresta más desarrollada que en las gallinas.
El acercamiento reproductor ocurre siguiendo una serie de comportamientos característicos llamados “parada nupcial”. El gallo ejecuta una danza alrededor de la gallina, con el cuerpo inclinado hacia ella, que se interpreta como una forma de mostrarle la belleza de su plumaje. En el acoplamiento el macho transfiere su esperma a la cloaca de la hembra.
Reproducción Ovípara: en un día o dos, la gallina comienza la puesta de huevos, en un
lugar preparado por ella misma, en el suelo. Luego los incuba durante 21 días, o sea que los
cubre con su cuerpo, manteniéndolos a su temperatura para que puedan desarrollarse.
Las aves presentan sólo un ovario funcional, el izquierdo; el ovario derecho está atrofiado.
Los óvulos liberados por el ovario son recogidos en la primera porción del oviducto, donde
se encuentran con los espermatozoides depositados en la cloaca por el macho, ocurriendo
allí la fecundación. El óvulo, rico en vitelo, es la yema del huevo. Una vez fecundados,
constituyen los cigotos, que al descender por el oviducto van siendo envueltos en secreciones de las glándulas del mismo. Las envolturas del cigoto son: -clara del huevo y chalazas, que lo mantienen en suspensión, formadas por proteínas;- membrana de la cáscara (doble y flexible), en el extremo más ensanchado forma la cámara de aire. Por fuera tiene la cáscara, calcárea y porosa. En el paso del cigoto por el oviducto ocurren las primeras etapas del desarrollo embrionario, que al expulsarse el huevo se detendrá, a menos que sea incubado.
En caso de que el óvulo no sea fecundado (criadero: sin gallo), al salir del ovario pasa por
el mismo proceso (agregado de membranas) dentro de la gallina, pero la diferencia es que
la yema es el óvulo sin la galladura (característica del óvulo fecundado), y jamás se formará
un pollito. El desarrollo de las aves es Directo.
MAMÍFEROS:
Unisexuados. La mayoría de ellos tiene reproducción vivípara (el nuevo ser está totalmente
formado al ser expulsado por la hembra).
Al formarse el cigoto, por divisiones sucesivas se implanta y se nutre a expensas de la madre. Cuando ya se han formado los órganos se pasa a llamar feto. La conexión con la madre se hace a través de los vasos sanguíneos que corren dentro del cordón umbilical.
Dicho cordón se conecta, por un extremo con el ombligo del feto; por el otro extremo con
la placenta. La placenta está formada por dos partes: una corresponde al feto, otra a la madre. A través de ella la sangre de la madre y la sangre del feto intercambian sustancias.
Pero las sangres no se mezclan entre sí. La placenta es el órgano de pasaje de nutrientes y
oxígeno para el feto y de expulsión de desechos, que son eliminados por la madre.
A partir del momento en que se forma la placenta, al feto sólo le resta crecer y madurar, hasta que esté en condiciones de salir al exterior. Una vez terminado el desarrollo (directo) se produce el parto y los pequeños son alimentados por la leche materna, producto de las glándulas mamarias.

TEMA: REPRODUCCION EN VEGETALES. (SÓLO CON TEXTO)

UNIDAD 2- SUBTEMA: REPRODUCCIÓN EN VEGETALES.El desgaste del individuo como un todo conduce inevitablemente a su muerte. Pero antes de que eso ocurra se lleva a cabo la reproducción del individuo. Ésta adopta en vegetales superiores dos formas:
a) cuando intervienen dos células especializadas, llamadas gametos, de sexo opuesto; de la unión de esas células resulta un cigoto que, al desarrollarse, origina un nuevo ser. Es la reproducción sexuada.
b) cuando no intervienen gametos o no participan sexos. En su lugar una o varias células se desprenden del progenitor y, por simple desarrollo, originan un nuevo individuo. Es la reproducción asexuada o multiplicación vegetativa.
REPRODUCCIÓN ASEXUADA O MULTIPLICACIÓN VEGETATIVA:
Un vegetal desprende una porción relativamente grande de uno de sus órganos destinados a la nutrición (órganos vegetativos); esa porción al caer en un medio adecuado, se desarrolla y produce un nuevo individuo. Dicho trozo ha actuado como un elemento reproductor . Puede hacerse de dos formas:
1) REPRODUCCIÓN VEGETATIVA NATURAL:
* FRAGMENTACIÓN: En plantas con tallo suculento éste se fragmenta por golpes o por el viento, cae al suelo y cada fragmento arraiga y se origina una nueva planta. Lo mismo ocurre en algunas plantas acuáticas (Elodea, por ejemplo)
* TALLOS SUBTERRÁNEOS: RIZOMA, BULBOS, TUBÉRCULOS. Producen raíces adventicias y forman nuevas plantas. Ejemplos: Papa, Iris, Lirio, Gramíneas, Pasturas
*ESTOLONES: son brotes laterales muy largos que nacen de la base de los tallos y crecen
arrastrándose por el suelo. Enraizan y surge otro individuo. Luego la porción intermedia del
estolón muere y desaparece. Ejemplos: frutilla, fresa, gramilla, violeta, menta.
* HIJUELOS: son pequeños brotes que se desprenden de la madre y enraizan sobre el suelo. Olmo: en la raíz; Olivo: en las ramas.
2) REPRODUCCIÓN VEGETATIVA ARTIFICIAL: Acción del Hombre.
* ESTACA, ESQUEJE O GAJO: se secciona de una planta un trozo de tallo joven, con yemas y se lo introduce en tierra o arena húmeda. Desarrolla raíces en su parte basal y se desarrollan las yemas. Ejemplo: membrillo, vid, sauce llorón, higuera, álamo, malvón, etc.
* ACODO: Se introduce la parte media de una rama, doblada, en la tierra o arena húmeda.
Cuando el trozo de rama desarrolla raíces adventicias se secciona la rama entre la planta
madre y la zona enterrada. Conviene fijar el extremo del tallo a un tutor. Si la rama es muy
larga puede ser acodada en varias zonas (acodo múltiple) Si la rama está muy lejos del
suelo, se la introduce en un recipiente con tierra (acodo aéreo): jazmines, gomeros, etc.
INJERTO: No es una forma de reproducción, pero se lo utiliza en horticultura, jardinería y fruticultura donde hay una integración de segmentos de plantas diferentes (árboles frutales, rosas) El injerto es la estaca del tallo de una planta viva y provisto de una o más yemas, que fijado al tallo o raíz de otra planta viva, se suelda con ésta y se desarrolla. La planta que recibe el injerto se llama patrón, pie o porta-injerto. La herida se sella con rafia o pastas  impermeables y si la estaca o brote no fue dañada prenderá y crecerá. La zona de contacto debe estar aislada del aire para evitar la desecación de células, o la introducción de bacterias y hongos. La especie a que pertenece el injerto debe ser la misma o muy próxima a la del porta-
injerto.
* Muchas plantas económicamente importantes son estériles y solamente pueden propagarse vegetativamente: ananás, bananas, uvas sin semillas, naranjas de ombligo, caña de azúcar.
INCONVENIENTES DE LA REPRODUCCIÓN ASEXUADA.
No se produce recombinación genética, no se crean individuos con características nuevas
sino que los descendientes son todos iguales entre sí.
VENTAJAS: - La velocidad de propagación de las especies es grande.
- Permite la reproducción donde es difícil o no existe la forma sexuada.
- Permite aumentar la resistencia de plantas frente a agentes externos. Por ejemplo, si se quiere cultivar una planta en un terreno inadecuado para ella (ciruelo sobre duraznero) El ciruelo no crece en terreno arenoso y el duraznero sí.
REPRODUCCIÓN SEXUADA EN VEGETALES
De las distintas especies de plantas vivientes, se calcula que más de la mitad de especies
vegetales conocidas cumplen con la reproducción sexual por medio de un conjunto de
órganos llamado FLOR. Es un sistema muy eficaz como medio de reproducción sexual; de
ellas se originan los frutos y en éstos las semillas.
ANATOMÍA DE LA FLOR:
Se inserta en el tallo del cual se originó, por medio del pedúnculo, a través del cual le llegan los nutrimentos desde otras partes de la planta. El pedúnculo termina en un ensanchamiento llamado receptáculo (base de la flor). A dicho receptáculo se fijan los sépalos que generalmente son de color verde por la clorofila que contienen. Por dentro de los sépalos están los pétalos, de variados colores y perfumes.
Una característica que diferencia a las flores de plantas Monocotiledóneas de las plantas
Dicotiledóneas es que en las Monocotiledóneas las partes florales (sépalos, pétalos, estambres y pistilos) están en número de 3 o múltiplos de 3, siendo el color de los sépalos y pétalos semejante. En cambio, en las Dicotiledóneas, si contamos las partes florales encontramos que pueden ser 4 o múltiplos de 4, o 5 o múltiplos de 5. Además los colores de sépalos y pétalos son diferentes en Dicotiledóneas: sépalos verdes y pétalos de otro color.
Al conjunto de sépalos le llamamos cáliz y al conjunto de pétalos corola.
En la base de los pétalos de las flores, existe un tejido secretor de néctar, líquido azucarado destinado a atraer insectos y picaflores. La función principal de los sépalos y de los pétalos, es la protección de los órganos reproductores que se hallan en la parte central de la flor. También atraen a las aves e insectos que intervienen en la polinización.
Aparato Reproductor Masculino: también llamado Androceo (andrós=varón), está formado por varios estambres, cada uno de los cuales es una hoja modificada. Los estambres están formados por una parte inferior fina, el filamento que sostiene la parte superior, la antera. La antera tiene 4 sacos polínicos, que al madurar se abren y salen los granoS de polen. Si observamos un grano de polen maduro al microscopio vemos su estructura:
- una envoltura externa, la exina, impermeable al agua, con poros.
- Una envoltura interna, la intina, más fina, formada por celulosa.
- En el interior: dos células. Una de ellas es pequeña, la célula generatriz, que más adelante originará los gametos masculinos; la otra célula es más grande, la célula vegetativa, que nutre y protege a la anterior.
Aparato Reproductor Femenino: también llamado Gineceo o Pistilo (gyné=mujer).
Tiene tres partes: estigma, estilo y ovario. Si lo comparamos con una botella el estigma sería el pico, el estilo el cuello y el ovario sería la parte más grande inferior.
Dentro del ovario están los óvulos que puede ser uno grande, dos más pequeños o varios mucho más pequeños, dependiendo de la especie de vegetal.
Si observamos cada óvulo al microscopio se ve su estructura:
- Una abertura, llamada micrópilo.
- Dos capas protectoras o Tegumentos interno y externo.
- Células ricas en sustancias nutritivas: nucela.
- Saco embrionario: formado por ocho células dispuestas de la siguiente manera: cerca del micrópilo se encuentra la célula reproductora femenina llamada oósfera, rodeada de una sinérgida a cada lado(célula acompañante); en el medio del saco embrionario hay dos células unidas, los núcleos polares o secundarios; en el lado opuesto al micrópilo hay tres células, las antípodas.
La mayoría de las flores tienen pistilos y estambres, siendo flores HERMAFRODITAS.
Hay especies que sólo presentan estambres (flor MASCULINA) o sólo pistilos (flor FEMENINA), siendo llamadas flores UNISEXUADAS.
ETAPAS DE LA REPRODUCCIÓN SEXUAL.
Para producirse esta reproducción es necesario que se unan el gameto masculino y femenino. Pero el gameto masculino se halla encerrado dentro del grano de polen y éste dentro del estambre. A su vez, el gameto femenino se encuentra dentro del óvulo y éste dentro del ovario del pistilo. ¿Cuáles son los mecanismos que permiten el encuentro de ambas células? Se deben cumplir tres etapas en el siguiente orden:
1) POLINIZACIÓN:
Es el transporte del grano de polen desde los estambres hasta los pistilos. Puede ser: - DIRECTA: el polen de una flor cae sobre el estigma de la misma flor. Se cumple en muchas especies: trigo, avena, cebada, poroto, arveja, amapola, tabaco, tomate, etc. Casi siempre se da en flores hermafroditas.
- INDIRECTA O CRUZADA: el polen de una flor cae sobre el estigma de una flor de otra planta. Es la más común. Se da en flores unisexuadas o en hermafroditas con estambres más bajos que el pistilo.
¿QUIÉNES REALIZAN LA POLINIZACIÓN?
Viento: desprende los granos de polen de la antera y los puede llevar a gran distancia al encuentro del pistilo. Casi siempre se da en plantas con flores poco vistosas, pequeñas, sin fragancia, más descubiertas.
Insectos: Abejas, mangangáes, avispas y mariposas. Al introducirse en la flor, los granos de polen se adhieren a diversas partes del cuerpo del animal; al ir a otra flor, muchos de esos granos pueden pasar al estigma de la flor. Sólo germinan los granos de la misma especie. Las plantas deben tener colores y perfumes llamativos perceptibles por los insectos; producen néctar, gran atractivo para abejas, mariposas y moscas. El néctar es la solución espesa de azúcares. Siempre se produce en el centro y en el fondo de los pétalos.
Agua: en plantas acuáticas; las corrientes arrastran los granos de polen de una flor a otra. En las que las flores están por encima de la superficie, la polinización se hace por el viento (camalote, repollito, nenúfar).
Aves: llevan el polen adherido a su pico. (picaflor)
Hombre: en polinización artificial, con fines de cultivo lleva el polen desde los estambres a los pistilos. (vainilla, palma datilera)
2) GERMINACIÓN DEL GRANO DE POLEN:
Cuando el grano de polen cae sobre el estigma femenino, los jugos azucarados concentrados que segrega el estigma hacen que se hinche la exina hasta explotar; luego se forma más jugo que hace que salga el contenido del grano. Se forma así el tubo polínico; éste resulta del desarrollo de la célula vegetativa del polen.
El tubo polínico crece hasta llegar a tocar el saco embrionario. Primero va dentro del tubo polínico la célula vegetativa, protegiendo y alimentando a la otra, la célula generatriz. Cuando el tubo polínico toca el saco embrionario, desaparece la vegetativa y la generatriz se convierte en los dos anterozoides o células reproductoras masculinas en los vegetales.
3) FECUNDACIÓN EN FLORES:
Ocurren dos tipos de fecundaciones o uniones de células:
- Uno de los anterozoides formados se une con la oósfera, formando el cigoto principal, que al multiplicarse formará el embrión de la planta.
- El otro anterozoide se une con los dos núcleos polares del saco embrionario, formando el cigoto accesorio, que originará el alimento para el embrión.
CAMBIOS EN LA FLOR FECUNDADA:
Luego de la fecundación, la flor experimenta cambios: los sépalos y pétalos se caen, no
necesitan más proteger los órganos reproductores; los estambres se secan y caen, no se
necesita formar más granos de polen; el ovario comienza a crecer, acortando el estilo y el
estigma. ¿Por qué ocurre esto? Porque dentro del ovario está creciendo el embrión, con
alimento y protección (tegumentos). El óvulo fecundado con todo esto dentro, se
transforma en semilla; el ovario fecundado, que puede tener uno o varios óvulos, se
convierte en fruto, con una o varias semillas, según se haya producido la fecundación.
FALTA COMPLETAR ESTE TEMA CON:
- PARTES DE LA SEMILLA.
- QUÉ ÓRGANOS DE LA PLANTA SALEN DE LA SEMILLA.
- CONDICIONES PARA LA GERMINACIÓN (INTERNAS Y
EXTERNAS).























sábado, 29 de agosto de 2009

viernes, 28 de agosto de 2009

NUTRICIÓN EN VEGETALES SUPERIORES(INTRODUCCIÓN)

Nutrición en plantas superiores
En general, las plantas necesitan grandes cantidades de agua para su mantenimiento: 1) por la continua emisión de vapor de agua por las hojas y 2) en la época de crecimiento o de formación de nuevas hojas, por la enorme absorción de agua que realizan las vacuolas.
Como además la planta sintetiza toda su materia orgánica, ha de obtener del suelo todos los elementos minerales necesarios. Como estos elementos se encuentran allí en cantidades muy pequeñas, la planta debe tomar grandes cantidades de agua para conseguir los elementos precisos. Con esta finalidad absorbe agua por la raíz.
El agua con sales minerales diluidas sube por la planta y constituye la llamada savia bruta o savia ascendente, que llega hasta las hojas. En las hojas tiene lugar la fotosíntesis: se elaboran las sustancias orgánicas solubles (principalmente hidratos de carbono), que se reparten por todas las células del vegetal en un movimiento descendente, y que constituyen la savia descendente o savia elaborada.
En resumen:
I) Absorción de agua y sales minerales por las raíces.
II) Ascenso de esa savia bruta.
III) Elaboración de materia orgánica en las hojas gracias al proceso de fotosíntesis.
IV) Distribución de la savia elaborada (solución de sustancias orgánicas) por todo el vegetal.
Por los vasos leñosos (xilema) circula la savia bruta, y por los vasos liberianos o cribosos (floema) la savia elaborada. Todos los tubos del xilema y del floema son finos, aproximadamente del mismo tamaño, y se disponen en paquetes de tubos paralelos llamados haces vasculares, que discurren a lo largo del tallo y van perdiendo grosor a medida que algunos de los vasos que los forman se desvían para penetrar en las ramas y en las hojas (nervaduras).
I) Absorción radicular y formación de la savia bruta
Para absorber agua las plantas presentan un órgano hundido en el suelo que es la raíz. La raíz se constituye como el órgano de absorción de agua por excelencia, gracias al gran desarrollo de sus ramificaciones y a la presencia de infinidad de pelos absorbentes en las mismas.
La absorción de agua por las células de la raíz es pasiva: el agua penetra por ÓSMOSIS como consecuencia de las tensiones del xilema (CAPILARIDAD) y también junto con ellas las sales minerales diluidas que han sido absorbidos activamente (con gasto de energía) a través de las membranas celulares de la raíz.
Cuando la concentración de sales en el suelo es baja y la transpiración pequeña, la absorción se da cerca de la superficie de la raíz, particularmente a través de las células de los pelos radicales. Estas células (pelos absorbentes) están muy próximas a las partículas del suelo y aumentan el área de contacto entre el suelo y las raíces. A partir de esta zona de la raíz -muy activa metabólicamente y con abundancia de pelos radicales-, los tejidos -más viejos- se suberifican (zona de corcho) y se vuelven relativamente impermeables (aunque todavía absorben un poco).
II) Transporte a través del xilema
Las plantas terrestres muy desarrolladas, tales como los árboles, poseen dos tipos de tejidos especializados para el transporte a larga distancia: el xilema y el floema. El agua y las sales minerales disueltos ascienden por el xilema (leño), y los productos de la fotosíntesis –azúcares disueltos- se mueven desde las hojas a otras partes de la planta por el floema (descenso).
En la tierra, las plantas necesitan una estructura rígida de auto-sostenimiento; esta estructura es el xilema, que consta de diminutos tubos rígidos huecos (con Lignina) a través de los cuales pueden moverse el agua y los elementos minerales disueltos. La rigidez de los tubos en el interior de un tallo es suficiente para que se puedan sostener por sí mismos.
Sobre el mecanismo de ascenso de la savia bruta se han elaborado muchas teorías, pero se admite la participación de fuerzas como:
-La presión radical: se desarrolla desde abajo como consecuencia del empuje osmótico del agua absorbida por los pelos de la raíz.
-La fuerza aspirante o presión negativa: que se ejerce desde la parte alta del vegetal (hojas), fruto de la pérdida de agua por transpiración.
- La capilaridad: es la tendencia que tiene un líquido a desplazarse y subir por las paredes del tubo, cuanto más fino es el vaso asciende más rápido.
- Tensión- Cohesión: las moléculas líquidas de la savia bruta, que alcanzan valores de más de 350 atm e impiden la ruptura de las finas columnas de agua que ascienden por los vasos leñosos.
III) Intercambio gaseoso y elaboración del alimento en las hojas
Continuamente tiene lugar un intercambio de CO2, O2 y H2O entre todas las partes de la planta y su ambiente. La hoja es el órgano de intercambio de gases más eficaz, y ya que casi todas las hojas están cubiertas de una capa o cutícula relativamente impermeable, ordinariamente el intercambio más importante tiene lugar a través de los estomas.
La transpiración es la pérdida del exceso de agua de las plantas en forma de vapor. Aunque se pierde agua a través de todas las superficies de todas las células foliares, la mayor parte se pierde a través de los estomas. Éstos son poros cuyas aberturas están controladas por un par de células flexibles llamadas células oclusivas o de cierre. Estas células se abren durante el día y se cierran durante la noche o en condiciones de excesivo déficit hídrico.
La abertura estomática permite, además del escape del vapor de agua, la entrada de CO2 y O2 en las hojas para la fotosíntesis y la respiración. La fotosíntesis se detiene durante la noche.
La mayor parte del agua que absorben las raíces se pierde por la transpiración. El tejido foliar es muy esponjoso: las células están rodeadas por abundantes espacios gaseosos en comunicación: el agua se evapora en esos espacios y difunde por ellos hacia los estomas.
La corteza del tallo también tiene estomas cuando es joven, y estructuras similares suberificadas (aberturas denominadas lenticelas) cuando es vieja. Los tallos muy jóvenes funcionan de alguna manera como las hojas: fotosintetizan y transpiran. Los viejos apenas fotosintetizan.
IV) Transporte de la savia elaborada a través del floema
La savia elaborada circula por los tubos liberianos, ocupando la gran vacuola central de las células que los forman y atravesando los tabiques de separación por los orificios que éstos presentan (vasos cribosos o liberianos). A diferencia de la savia bruta, la elaborada circula tanto hacia arriba como hacia abajo, pues debe hacer llegar la materia orgánica que transporta a todas las células del vegetal.
El mecanismo de circulación de la savia elaborada se debe a una diferencia de presión hidráulica que hay en los lugares donde se produce dicha savia y la que hay en los lugares donde se recibe. Según esto, las células donde se elabora la savia (hojas) se hallan turgentes, es decir, con una elevada presión interna, mientras que las de los órganos receptores tienen menor presión. La savia elaborada tiende a desplazarse desde los puntos de mayor presión a los de menor presión. La circulación será mucho más lenta que la de la savia bruta.
La circulación de la savia elaborada presenta variaciones según las estaciones del año. Durante el invierno se encuentra reducida al mínimo debido al taponamiento de las cribas de los vasos liberianos por una sustancia llamada calosa, pero al llegar la primavera se reabsorbe y la circulación de la savia es mucho más activa: precisamente cuando los nuevos brotes en fase de crecimiento requieren un gran aporte de materias nutritivas.


VIDA

SUBTEMA: CONCEPTO de VIDA u ORGANISMO VIVO:
Es todo material físico-químico con un alto grado de complejidad, que puede autorregularse, posee metabolismo, interactúa con el medio para mantener su integridad estructural y funcional. y se perpetúa a sí mismo a través del tiempo.
Según esta definición encontramos que todo ser vivo tiene ciertas características:
Metabolismo: son las reacciones que ocurren dentro de una unidad viviente, integrado por un Anabolismo y un Catabolismo. En el Anabolismo hay formación de moléculas más complejas, partiendo de unas sencillas, con gasto de energía. El Catabolismo es la desintegración o digestión de moléculas complejas para formar otras más simples que puedan ser usadas por el organismo, hay liberación de energía. Los seres vivos toman energía del ambiente y la transforman.
Movimiento: puede ser dentro del organismo o los que se desplazan (locomoción).
Alto grado de complejidad: formados por macromoléculas (proteínas, glúcidos, lípidos y ácidos nucleicos), algunas de ellas con información que regulan las reacciones internas y pueden llegar a formar nuevos seres. Esta complejidad hace posible la especialización de partes distintas de un ser vivo para funciones diferentes.
Homeostasis: se mantienen estables. Aunque intercambian materiales continuamente con el mundo exterior, mantienen un medio interno estable, a diferencia de lo que ocurre en sus alrededores.
Irritabilidad: capacidad de responder a los cambios (estímulos) en su medio interno y externo.
Crecimiento: posibilidad de incrementar la masa de materia viva por asimilación de materiales extraídos del ambiente.
Adaptación: tendencia de los organismos a sufrir cambios en su estructura, funciones o comportamiento que mejoren su capacidad de supervivencia en el ambiente.
Autoperpetuación o Reproducción: capacidad para producir nuevos individuos de la misma especie.
SUBTEMA: CICLO VITAL:
1) NACIMIENTO:
Es un instante y no un período de la vida. Se caracteriza por ser el momento de aparición de un nuevo individuo. En los que tienen reproducción asexuada, coincide cuando el nuevo ser se separa de la madre. En los que tienen reproducción sexuada, puede ser: a) en la fecundación (unión de gameto femenino y masculino),
b) en la partenogénesis: el nuevo ser proviene de un sólo gameto, nace cuando éste comienza a segmentarse. (óvulo: Zánganos en abejas)
2) CRECIMIENTO:
Es el período durante el cual se produce un aumento de masa del organismo, por multiplicación celular, pero también por aumento del tamaño de las células y de la sustancia intercelular.
Cuando las células aumentan de tamaño y se diferencian para cumplir funciones se denomina DESARROLLO.


3) ESTADO ADULTO:
Es el período que se caracteriza por la adquisición de la forma específica, del equilibrio nutritivo y porque se logra pleno domino de todas las facultades biológicas. Si bien se lleva a cabo la función reproductora, no siempre ocurre en el estado adulto, por cuanto se puede dar en formas juveniles.
4) SENECTUD:
Se caracteriza por la pérdida de la armonía entre las distintas partes del todo; se producen pérdidas progresivas en el rendimiento de los distintos aparatos, obteniéndose un hipofunción generalizada. (aparatos y sistemas con menor velocidad de trabajo).
5) MUERTE:
Es el cese de toda actividad biológica. Los seres unicelulares no tienen muerte natural ya que alcanzan el estado adulto y se reproducen.
La muerte del ser vivo se da como consecuencia de una agresión que no es capaz de neutralizar. Así, una agresión bacteriana, da escasa reacción defensiva en lactantes mal nutridos y en ancianos (con menos defensas) provocando bronconeumonía; en adultos, con mayores defensas la misma enfermedad es menos grave (neumonía).
SUBTEMA: TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA.
Teoría: es una explicación de algo en la naturaleza, que la evidencia ha apoyado repetidas veces y sirve como base para la experimentación. En ciencia, una teoría es una explicación que tiene un alto grado de confiabilidad. Las teorías científicas pueden cambiar o aparecen otras que las sustituyen, pues están siempre sujetas a comprobación.
TEORIA CREACIONISTA O CREACIONISMO:
Supone la existencia de un ser superior que creó la Tierra hace 10000años y a los seres vivos hace 6000 años en un solo acto o en actos sucesivos. Aceptada por la Iglesia (Nuevo Testamento-Génesis). Muy aceptada en la Edad Media ya que no se permitía las demostraciones científicas.
TEORÍA COSMOZOICA, PANSPERMIA O PANGÉNESIS:
Traslada el origen de la vida a otros planetas. Las primeras células que llegaron a nuestro planeta atravesaron el espacio soportando diferencias de temperaturas, presión, radiaciones, etc. Estaban cubiertas por una cápsula protectora que las hacía resistentes, estas células se llamaban esporas o panspermias. En la actualidad se ha comprobado que los planetas que nos rodean presentan pocos indicios de vida.
GENERACIÓN ESPONTÁNEA, ABIOGÉNESIS O HETEROGÉNESIS:
Desde ARISTÓTELES (350 A,C,) hasta el siglo XVII se sostenía que todo ser viviente surgía de la materia no viviente (inerte). Había observado en una charca durante un período de sequía. El agua de la charca se fue secando hasta que sólo quedó fango en el fondo. Al terminar la sequía, la charca se volvió a llenar de agua. Al principio no había peces, después sí. Llegó a la conclusión de que estos peces no habían sido producidos por otros peces, porque todos los peces que había antes murieron durante la sequía, los nuevos peces habían salido del fango. Creía también que las moscas salían de la carne podrida de los animales. Pensaba que otros insectos salían de la madera, de las hojas secas y hasta del pelo de los caballos (piojos).
VAN HELMONT: sostenía que para obtener ratones había que colocar dentro de una caja semillas de trigo y una camisa sudada. El sudor proporcionaba el ―espíritu vital‖ necesario y al cabo de 21 días en las semillas germinadas aparecían ratones.
Refutación de la Generación espontánea:
REDI—(1650) Médico Italiano, no estaba convencido de que las moscas salían de la carne podrida. Observó que las moscas se posaban en la carne podrida, aparecían en la carne pequeños organismos blancos parecidos a gusanos, que se comían la carne. Los gusanos dejaban de moverse y se convertían en pequeñas estructuras ovaladas, de las cuales salían
moscas. Formuló la hipótesis de que las moscas que se habían desarrollado de los gusanos eran la progenie de las moscas originales.
Diseñó un experimento para determinar si se desarrollaban gusanos en caso de que no se dejara a ninguna mosca entrar en contacto con la carne. Puso carne en cuatro frascos. Uno de ellos permaneció abierto. Selló los otros, uno con un tul de orificios pequeños, otro con un tul de orificios grandes y el restante permaneció con una tapa hermética. En el frasco abierto, observó que había moscas continuamente. En el de orificios pequeños había huevos en el tul, pero no contactaron con la carne; en el de orificios grandes aparecieron gusanos en la carne y en el cerrado no apareció nada.
Llegó a la conclusión de que los huevos aparecían en la carne descompuesta sólo si las moscas habían puesto antes sus huevos en la carne, es decir que todo ser vivo se origina de otro ser vivo que estuvo ahí. BIOGÉNESIS
PASTEUR—(1864) Se preguntó si existen o no gérmenes en el aire, y en caso de existir, si se encuentran en cantidad suficiente como para explicar la aparición de microorganismos en los caldos de cultivo. Examinó las partículas obtenidas del aire aspirado de la calle y filtrado con algodón que luego disolvía en alcohol-éter.
Halló cantidad de esporas bacterianas. Preparó cultivos que colocó en matraces de cuello delgado y largo, que comunicaban con un tubo de platino calentado al rojo. Hacía hervir el líquido y luego permitía la entrada de aire, pero haciéndolo pasar por el tubo al rojo. Después de cerrar el cuello del matraz, pudo conservar los recipientes libres de microorganismos por un año y medio, cuando los abrió. Se le objetó que en estas condiciones no hay producción de vida porque se había quemado el espíritu vital, realizó otra experiencia uniendo el matraz a un tubo con varias curvaturas en U; abierto en la extremidad para permitir la entrada de aire. Tampoco aparecieron microorganismos en el caldo hervido, porque los gérmenes que llevaba el aire quedaban retenidos en el agua dispuesta en las curvas del tubo. Comprobó que cuanto mayor era el número de curvaturas del matraz, menos gérmenes se encontraban en el fondo de éste, al quedar en las curvaturas y no llegar al cultivo. Otros Experimentos: Colocó un caldo nutritivo (azúcar y levadura de cerveza) en dos tipos de matraces y luego hizo hervir el líquido para matar los microbios presentes. Utilizó como control matraces con cuello recto, que permitían la caída de bacterias en el medio nutritivo: el caldo en ellos tenía al poco tiempo abundantes bacterias. Los matraces experimentales tenían largos cuellos en forma de S, que no permitían el acceso a las bacterias, aún cuando estaban abiertos al aire, no aparecieron bacterias, a menos que se rompieran los cuellos de éstos.
TEORÍA MATERIALISTA, NATURALISTA O DE EVOLUCIÓN QUÍMICA:
Explica el origen de la vida a través de reacciones químicas que se realizaron durante millones de años en la formación del planeta hasta llegar a obtener un ser vivo.
Según la TEORÍA DEL BIG-BANG o GRAN EXPLOSIÓN el Universo surgió hace 15000 millones (13.500) de años. 10000 millones de años—Vía Láctea (galaxia)
Hace 5000 millones de años se formó el Sistema Solar y la Tierra, a partir de una nube de gas y polvo inmensa y muy caliente. La parte más grande de esta nube se condensó lentamente para formar el sol. Los nueve planetas, incluyendo la Tierra, se formaron de porciones pequeñas de gases y polvo que quedaron dando vueltas alrededor del sol. A medida que se iba enfriando lentamente la corteza y la atmósfera primitiva terrestre se formaron los continentes con rocas hirvientes. Las erupciones volcánicas derramaban lava en las regiones calientes del interior, aumentando el material de la corteza. El vapor que salía de estos volcanes se condensaba y caía nuevamente en la superficie en forma de lluvia. A medida que la Tierra se enfriaba, se condensaba más agua para formar los océanos. (pobre en sales minerales)
La atmósfera de la Tierra primitiva era distinta de la de ahora, consistía mayormente en amoníaco y metano (gases venenosos), con algo de hidrógeno y vapor de agua.
OPARÍN: Bioquímico ruso. (1922) Sostiene que al formarse el planeta, en una atmósfera rica en carbono y nitrógeno reducidos, las nubes de carbono en contacto con los metales pesados,
produjeron carburos, los cuales reaccionaron con el vapor de agua sobrecalentado, originando hidrocarburos. Éstos habrían dado por oxidación alcoholes, aldehídos, ácidos (moléculas simples), que por agregado formaron moléculas orgánicas complejas.
Estas moléculas necesitaban energía, proveniente de la energía eléctrica de los relámpagos, la energía ultravioleta del sol, la energía térmica de los volcanes y la energía proveniente de la desintegración de las sustancias radioactivas.
Se habría producido la formación de coloides coadcervados. Un coadcervado es un grupo de gotas microscópicas que se forma por atracción entre moléculas. El agua formaba como una capa que limitaba el coadcervado (similar a una membrana celular). Algunos científicos (Haldane) llaman sopa primitiva a la solución que componía los océanos primitivos. Estas gotas serían capaces de crecer, siendo el eslabón entre la materia inerte y la sustancia viva. Las gotas más aptas para asimilar sustancias del agua, pueden crecer a expensas de las otras. Los coadcervados pueden intercambiar material con su ambiente, a través de la capa limitante formando PROTOBIONTES O PROTOCÉLULAS (forma antecesora de las células) o MICROESFERAS, con identidad propia. Pudieron haber surgido proteinoides (agregado de hasta 18 aminoácidos) para formar proteínas. También pudieron producirse pedacitos de ácidos nucleicos con a capacidad de replicarse por sí mismos.
MILLER: Bioquímico estadounidense. Realizó síntesis de aminoácidos, en una atmósfera similar a la que existía cuando surgió la vida sobre la Tierra: hidrógeno, agua, metano, amoníaco. Utilizó un aparato donde se pasaban corrientes eléctricas a través de los gases. Después de dos semanas de chispazos y burbujeos se obtuvieron dos aminoácidos y otros compuestos complejos.
OCHOA Y KORNBERG obtuvieron el Premio Nobel de Medicina por haber logrado la síntesis de ácidos nucleicos. Kornberg colocó enzimas purificadas de una bacteria (E: coli) con distintas moléculas de A.D.N. de hongos, bacterias, etc. Y la enzima reprodujo el ácido que se daba como modelo, formando cantidad de moléculas. Ochoa logró que unas enzimas fabricaran a partir de elementos simples una larga cadena de ácido ribonucleico con todas sus propiedades.
Los grupos de moléculas encapsulados, con agua, proteínas, azúcares y ácidos nucleicos, pudieron haber crecido obteniendo materiales del ambiente y pudieron duplicarse. Las gotas que se desprendían pudieron haber formado copias exactas.
¿Por qué no se degradaban? Debido a que no existían otros seres que los consumieran y a la atmósfera reductora que no los oxidaba. La atmósfera seguía formando moléculas ricas en energía, los mares debieron acumular esas moléculas hasta que adquirieron las características de una sopa caliente. Por esto se multiplicaron y resistieron cada vez más. Las células primitivas eran bacterias procariotas anaerobias y heterótrofas, que se alimentaban de las sustancias orgánicas del medio. Aparecieron hace 3500-3800 millones de años. Más adelante evolucionaron (por mutaciones) los que hacían fotosíntesis (2000 millones de años), que sobrevivieron por la presencia de bióxido de carbono en la atmósfera. Estos organismos añadieron el oxígeno resultante de la fotosíntesis a la atmósfera. Los organismos que no toleraban el oxígeno se vieron forzados a vivir en ambientes anóxicos. El oxígeno atmosférico se acumuló formando el ozono que filtraba la radiación ultravioleta, posibilitando mayor sobrevivencia de los protobiontes. Autotrofismo.
¿Qué moléculas surgieron primero: los ácidos nucleicos, indispensables para la síntesis de proteínas, o las proteínas, cuya actividad es indispensable para fabricar las enzimas de los ácidos nucleicos?
Existen proteínas llamadas ribozimas (moléculas de ARN) que son capaces de transmitir la información necesaria para la síntesis de las proteínas y, a su vez, tienen actividad enzimática que les permiten fabricar proteínas. Así, la primera forma de vida terrestre fue una célula simple que encerraba un ácido similar al ARN dentro de una membrana que les permitía fabricar proteínas. Algunas ribozimas tempranas empezaron a enlazar aminoácidos y a formar proteínas cortas. Más mutaciones de ribozimas pudieron llevar a la formación de las primeras enzimas de proteínas. Otras mutaciones permitieron que ciertas ribozimas se copiaran a sí mismas en moléculas de ADN, que estarían a salvo de su destrucción por parte de sus compañeras ribozimas. En esta hipótesis, el ARN fue la primera molécula viva, y el ADN y las proteínas se desarrollaron después. Más adelante, el ARN se separó para ser intermediario entre el ADN y las proteínas.
¿Cómo evolucionaron los Eucariotas?
De los Procariotas, hace 1500 millones de años. La TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA propone que las células eucariotas surgieron porque algunos procariotas empezaron a vivir dentro de otras células (simbiosis: asociación entre organismos de diferentes clases con beneficio mutuo).
Estas bacterias irían quedando incorporadas definitivamente a la célula hospedante, dentro de la cual se transformarían en mitocondrias. Originalmente pudieron ser ingeridas, pero no digeridas, por la célula huésped. Sobrevivieron y se reprodujeron junto con ella, de modo que las generaciones sucesivas también contenían endosimbiontes. Esta teoría dice que cada uno de los simbiontes aportó a la relación algo de lo que el otro carecía. Las mitocondrias dieron la capacidad de respiración aerobia a la bacteria huésped. Los cloroplastos dieron la capacidad de utilizar una fuente de carbono sencilla (CO2) para producir moléculas orgánicas complejas. La célula huésped proporcionó un hábitat seguro y nutrimentos.
La considerable semejanza que hay entre mitocondrias y bacterias es un argumento a favor de esta teoría. Los cloroplastos propios de las células vegetales serían quizá bacterias clorofílicas que habrían colonizado otras células.
Una mitocondria es similar a ciertas bacterias. Los cloroplastos son similares a las bacterias verde-azules. Las mitocondrias y los cloroplastos tienen su propio ADN y ribosomas, similares al ADN y a los ribosomas de las bacterias, y pueden llevar a cabo la reproducción y síntesis de proteínas.
Algunas procariotas no se asociaron y por eso conviven hoy día los dos tipos de células.
Los primeros seres pluricelulares se originaron hace 670 millones de años. Cuando la capa de ozono alcanzó un espesor suficiente, los vegetales y animales pudieron abandonar la protección que proporcionaba el medio acuático y colonizar la tierra firme.

BIOTECNOLOGÍA

El término biotecnología fue creado en 1917 por el ingeniero húngaro Karl Ereky para describir procesos en los que se formaban productos a partir de materiales crudos, con la ayuda de la actividad metabólica de organismos vivos. Hoy el término biotecnología engloba la utilización de seres vivos o sus componentes para realizar procesos químicos con finalidad industrial. Incluye:
A) procedimientos clásicos, como fermentaciones (levaduras, bebidas, yogures).
B) INGENIERÍA GENÉTICA: se altera intencionalmente la información genética.
1) Identificación y aislamiento de GENES TERAPEÚTICOS, lo que implica la extracción del ARNm, su traducción y obtención de la proteína, y posterior estudio de la posible solución terapéutica.
2) Obtención de ORGANISMOS TRANSGÉNICOS: para la producción de medicamentos o el poder conseguir órganos para trasplante. Estos organismos transgénicos son importantes para el agro, la industria y la medicina. Por ejemplo: obtener individuos que den frutos de maduración lenta. Es posible recolectar tomates maduros que lleguen al consumidor conservando intacto su sabor, color, olor y textura. Los animales se usan con fines farmacológicos, produciendo grandes cantidades de proteínas útiles para tratar enfermedades. Hay animales de granja portadores de genes que mejoran la calidad de su carne o la producción de leche.
Técnicas:
A) Empalme de genes: el ADN de un organismo exótico se introduce en un genoma de una especie diferente, dando como resultado un genoma híbrido con características del donador en el receptor. Ejemplo: gen de insulina humana en bacterias, hormona del crecimiento, factor VIII de la coagulación, interferón (antiviral y anti-cáncer), etc. Se usan: 1- ENZIMAS DE RESTRICCIÓN: son como tijeras químicas que cortan el ADN en regiones precisas.
2-PLÁSMIDOS: pequeños fragmentos circular de ADN fuera del cromosoma bacteriano y de algunas levaduras. Puede tener uno o varios genes, dando a veces resistencia contra antibióticos. El ADN exótico se incorpora a los plásmidos, se cierran, se introducen en las bacterias receptoras. Éstas se dividen, el plásmido se replica y pasa a las células hijas. 3- VIRUS: Se incuba ADN viral con ADN exótico para que se incorporen al genoma del virus. El virus invade una bacteria, se integra a su genoma con ADN viral y exótico. TRANSDUCCIÓN. Las vacunas contra enfermedades virales son otro producto importante de la biotecnología. Todos los virus, como se sabe, consisten en ácido nucleico envuelto por una cubierta proteínica. Son las proteínas exteriores del virus las que determinan si el virus puede unirse o no a la célula blanco y penetrar en ella. En el torrente sanguíneo de los animales, estas proteínas del virus, reconocidas como extrañas por células del sistema inmune, generan la formación de anticuerpos, moléculas que desempeñan un papel central en la inmunidad futura contra el virus. La mayoría de las vacunas se hacen utilizando partículas virales inactivas o modificadas. Las vacunas producidas exclusivamente a partir de las proteínas virales externas sintetizadas en bacterias son más seguras dado que, sin el ácido nucleico viral, no puede ocurrir contaminación de la vacuna por partículas infectivas.
B) AMPLIFICACIÓN GÉNICA: Consiste en formar muchas copias de pequeños fragmentos de ADN. Se usa la Técnica de PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa) Consiste en usar una enzima llamada polimerasa y consta de tres etapas: 1) Desnaturalización: se caliente el ADN para separar las dos cadenas. 2) Templado: la temperatura de la mezcla se rebaja para que los cebadores (fragmentos iniciadores del ADN) se enlacen con las cadenas separadas. 3) Polimerización: se eleva de nuevo la temperatura para que la enzima polimerasa copie rápidamente el ADN. En cada ciclo se duplica todo el ADN y en pocas horas se obtienen más de mil millones de copias de un solo fragmento. Aplicaciones de la PCR: la detección precoz o prenatal de enfermedades genéticas, la detección de infecciones virales latentes o la producción de grandes cantidades de fragmentos de DNA humano a una velocidad muy superior a la posible mediante otros métodos. Esta técnica también se aplica para estudios de identidad y filiación.
C) CLONACIÓN: se producen muchas copias de un solo gen, cromosoma o individuo. "Retoño", en griego. Se utilizan tejidos no reproductivos, sin recombinación sexual. El clon tiene características del organismo del que se toma el núcleo. En el caso de mamíferos se necesita de un útero para que pueda desarrollarse. En 1997 se obtuvo el 1º clon de oveja: "Dolly". En mamíferos 90% de los ensayos no son viables. Lo negativo de esta técnica es que el material genético de los clones es más viejo. Cada vez que las células se dividen se acortan los cromosomas hasta que en un momento la división celular se detiene y mueren las células.
D) TERAPIA GÉNICA: consiste en introducir un gen sano en un individuo en el que ese gen no funciona correctamente, para corregir una alteración heredada o una enfermedad adquirida. Se hacen estudios de diagnóstico prenatal de enfermedades genéticas: se realizan cultivos de células del líquido amniótico extraído del vientre materno entre las 14 y 17 semanas de gestación, así como estudios cromosómicos y metabólicos sobre las vellosidades coriónicas. La falta de una enzima activa, a raíz del problema genético tiene como consecuencia la acumulación excesiva de determinados metabolitos o su ausencia. La detección temprana de estas enfermedades ha hecho posible su tratamiento a través de dietas adecuadas alcanzando la persona un desarrollo neurológico normal. Algunas enfermedades cuyos genes responsables han sido aislados son: -Hemofilia (defecto en el control de hemorragias) -Distrofia muscular (deterioro muscular progresivo) -Fibrosis quística (acumulación mucosa en pulmones) -Síndrome de Down (3 copias del cromosoma 21) -Melanoma maligno (tumores originados en la piel) -Anemia crónica hereditaria. En distintos grados de estudio están: enfermedad de Alzheimer (senilidad precoz) Cáncer de mama (5 a 10 % de casos) Cáncer de colon (5 personas de cada mil tienen este gen y más de la mitad desarrolla la enfermedad). Se han hecho estudios sobre crecimiento celular incontrolado propio del cáncer: diseño de una proteína para que una vez insertada en la célula, reconozca una secuencia específica de ADN (que solo existe en los tumores) e interrumpa la formación de la proteína que activa el desarrollo del cáncer. En el caso de la HEPATITIS B: el cultivar virus es costoso y duran poco. Por ingeniería genética se identifica el ADN que produce los antígenos en el virus y se lo inserta en células intestinales de hamster. Aumenta el número de antígenos como respuesta de las células y se saca el antígeno que, se inyecta al ser humano y fabrica sus propios anticuerpos. De esta manera se hace la vacuna más eficaz y menos costosa.
PROBLEMA PLANTEADO. BIOÉTICA. MANIPULACIÓN DE GENES HUMANOS: La estructura genética del ser humano tiene 3 millones de nucleótidos que conforman 100 mil genes. Actualmente se desarrollan técnicas para generar órganos destinados a transplantes, pero esto lleva a un cuestionamiento ético en relación con la clonación de seres humanos. ¿Cómo se usa esa información? ¿Será confidencial? ¿Se podrá optar por conocer la existencia de alteraciones en el genoma? ¿Habrá discriminación social o laboral en caso de tener alguna alteración génica el individuo.
OTRAS APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA: BIORREMEDIACIÓN: consiste en usar microorganismos frente a la contaminación. 1) Biodegradación del Petróleo: Algunos tipos de bacterias, mohos, levaduras y algas verdes pueden crecer sobre el petróleo, descomponiéndolo a fuentes no contaminantes. Esto es útil cuando se produce un derramamiento. 2) Tratamiento microbiológico de Aguas Residuales: Los microorganismos se emplean para eliminar las sustancias orgánicas que contaminan el agua, mediante reacciones de fermentación. 3) Remediación de vertidos tóxicos: Muchas plantas que poseen una capacidad natural para concentrar metales pesados, pueden potenciar esa cualidad mediante un tratamiento de ingeniería genética. 4) Obtención de energía no contaminante: Una de esas fuentes es el Biogás (metano).Este gas se puede producir usando como materia prima aguas residuales, cianobacterias, algas verdes, arqueobacterias metanógenas y otras bacterias.