BIOLOGÍA 3C TURNO TARDE

CLAVE CLASSROOM: mjehy4t

E-MAIL: nudelmansilvina@gmail.com

INTRODUCCIÓN DEL TEMA

Continuando con nuestras clases, me parece oportuno a hacer un breve repaso, de la última y única clase que tuvimos este año..

Nosotros habíamos dicho, que la biología (bio=vida / logía= estudio). La biología es el estudio de los fenómenos relacionados con los seres vivos, va desde sus componentes físicos y químicos hasta las interacciones con los sistemas complejos.

La BIOLOGÍA, incluye a las características de los seres vivos como:

-COMPOSICIÓN;

-CLASIFICACIÓN;

-CONDUCTA DE LOS ORGANISMOS;

-EVOLUCIÓN;

-INTERACCIONES DE LAS ESPECIES ENTRE SÍ Y CON SU AMBIENTE.

La BIOLOGÍA, es importantísima para la humanidad, porque ayuda a resolver una gran variedad de problemas, por ejemplo: los agricultores y ganaderos que producen los alimentos dependen del mecanismo de desarrollo de las plantas y animales, en cuanto a sus requerimientos nutricionales y de sus enfermedades, además la biología aporta conocimientos acerca de las técnicas de conservación de los alimentos para que puedan transportarse y acumularse sin riesgo.

COPIAR EN LA CARPETA:

Dentro de la BIOLOGÍA, existen diferentes ramas, que fueron surgiendo en distintas épocas, según fueron progresando los conocimientos: Biología celular y molecular; biología evolutiva; genética; ecología.

BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR: Se centra en las escalas más pequeñas del mundo biológico. Esta en estrecho contacto con la química y la física. Se vale de diversas técnicas de observación,  manipulación y caracterización de las sustancias de importancia biológica, tales como las proteínas y los ácidos nucleicos. Estas técnicas se inscriben en lo que se conoce como BIOTECNOLOGÍA.

¿Qué se entiende por biotecnología? BIOTECNOLOGÍA: ES LA APLICACIÓN TECNOLÓGICA QUE UTILIZA SISTEMAS BIOLÓGICOS Y ORGANISMOS VIVOS O SUS DERIVDOS PARA LA CREACIÓN O MODIFICACIÓN DE PRODUCTOS O PROCESOS PARA USOS ESPECÍFICOS.

BIOLOGÍA EVOLUTIVA: Se ocupa de dos grandes variables. 1) En primer lugar, de reconstruir la historia de la vida sobre la tierra, estableciendo relaciones de parentesco entre los distintos grupos de seres vivos. 2) En segundo lugar, entender los cambios evolutivos de las especies.

Esta disciplina combina información proveniente de los fósiles, de la observación de las formas de vida actuales, de estudios genéticos y moleculares.

GENÉTICA: Estudia los mecanismos y resultados de herencia.

ECOLOGÍA: Es una rama relativamente reciente de la biología, sitúa en general la mirada en un nivel de organización más alto estudiando poblaciones y comunidades en su contexto. Su centro de interés son las relaciones de los seres vivos entre sí y con el ambiente físico.

¿Cuál es la diferencia entre población y comunidad? POBLACIÓN: CONJUNTO DE INDIVIDUOS DE LA MISMA ESPECIE (ES DECIR CON LAS MISMAS CARACTERÍSTICAS)

COMUNIDAD: CONJUNTO DE POBLACIONES DE DIFERENTES ESPECIES (ES DECIR CON DIFERENTES CARACTERÍSTICAS Y QUE COMPARTEN UN MISMO ECOSISTEMA).

La CÉLULA FUE TRATADA POR:

• HOOKE (1665)
• VAN LEEUWENHOEK
• SCHLEIDEN (1838)
• SCHWANN (1839)

POSTULADOS DE LA VERSIÓN ACTUAL DE LA TEORÍA CELULAR:

-Todos los seres vivos están compuestos por células;

-Toda célula proviene de otra que le dio origen;

-Todas las células están compuestas por los mismos tipos de moléculas;
-Toda célula posee información hereditaria, transmitida por la célula que le dio origen;

-Todas las reacciones metabólicas de los organismos vivos tienen lugar en las células.

NO COPIAR, SOLO LEER Y COMPRENDER DE LO QUE ESTAMOS TRATANDO.

EN EL SURGIMIENTO DE LA BIOLOGÍA CELULAR.

La tecnología aportó la combinación de lentes, que logró aumentar la imagen y permitió la construcción del primer microscopio óptimo sencillo (aumento 200 veces la imagen), fue el caso de VAN LEEUWENHOEK, entre sus observaciones estaban las de los espermatozoides, glóbulos rojos y hasta bacterias.

ROBERT HOOKE, era un inventor. Él fue el primero que realizó la observación de las células (nombre que el le dio, debido a su parecido con las celdillas de un panal de abejas). La realizó al analizar al microscopio una delgada capa de corcho. Luego extendió esas observaciones a otros vegetales, identificando las mismas estructuras “porosas”. Hoy sabemos, que lo que Hooke observaba eran paredes celulares en tejido muerto y que debido a esta razón no contenían nada en su interior. Sin embargo, el propio Hooke hizo observaciones de  células vivas,  identificando el “jugo” en el interior de dichas celdas, que interpretó como parte del sistema de circulación de savia.

SCHLEIDEN, sus estudios siempre se basaron en los vegetales. Y sus aportes a la teoría celular pueden resumirse en dos elementos fundamentales. 1) Todos los vegetales están formados por células. 2) El crecimiento de los vegetales dependerá de generación de nuevas células.

FRIEDICH SCHWANN, colega de Schleiden, también utilizó la idea de célula para explicar la estructura y crecimiento de los animales.

LA HISTORIA DEL ADN

El  ADN fue aislado por primera vez por el científico alemán Friedrich Miescher en 1869. Debido a que lo encontró en los núcleos de las células, lo llamó NUCLEÍNA. A  medida que se fue conociendo la estructura química de esta molécula, se lo llamo ÁCIDO NUCLEICO, y por último ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)

En 1914, el químico alemán Robert Feulgen describió un método para teñir el ADN por medio de un colorante llamado fucsina. Utilizando este método, descubrió que el ADN se encontraba formando parte de los cromosomas.

Seis años más tarde, el bioquímico Levene, analizó los componentes del ADN. Encontró que contenía cuatro bases nitrogenadas: citosina (C); timina (T); adenina (A); guanina (G), el azúcar desoxirribosa y un grupo fosfato. Por medio de su descubrimiento concluyo que cada unidad básica del ADN llamado nucleótido, esta compuesta de una base nitrogenada unida a un azúcar y ésta a su vez a un grupo fosfato.

EL FACTOR DE TRANSFORMACIÓN

Entre los científicos estaban planteadas algunas preguntas ¿Qué sustancia era la encargada de transmitir ciertos caracteres? ¿Cuál era la composición química de los genes?

La respuesta la trajo el estudio de una enfermedad infecciosa mortal: la NEUMONÍA. Durante la década de 1920, el médico inglés Frederick Griffith estudió las diferencias entre una cepa de la bacteria Streptococcus pneumoniae que producía la enfermedad y otra que no la causaba. La cepa que causaba la enfermedad estaba rodeada de una cápsula de polisacáridos que le daba a las colonias de estas bacterias un aspecto liso o suave, por lo cual se la llamo CEPA S. La otra cepa no tiene cápsula y no causa la neumonía y se la llamo CEPA R (rugosa) también por el aspecto de la colonia

Explicación de experiencia. Griffith inyectó las diferentes cepas de la bacteria en ratones. La cepa S mataba a los ratones mientras que la cepa R no lo hacía. Luego comprobó que la cepa S muerta por calentamiento, no causaba neumonía cuando se la inyectaba. Sin embargo cuando inyectaba una combinación de la cepa S muerta con la cepa R viva, los ratones contraían neumonía y morían.

Aún más, en la sangre de estos ratones muertos Griffith encontró neumococos vivos de la cepa S. Es decir que en las bacterias S muertas había “algo” capaz de transformar a las bacterias R, antes inocuas, en patógenas y este cambio era permanente y heredable.

¿Qué era el principio transformante?

Luego de los resultados publicados por Griffith, el bacteriólogo canadiense Oswald Avery se propuso descubrir la sustancia que él suponía era el factor responsable del fenómeno de transformación. Así fue como en 1944 junto a sus colegas de la Univ. de Rockefeller Colin MacLeod y Maclyn McCarty encontraron que podían eliminar las proteínas, los lípidos, los polisacáridos y el ARN extraídos de las bacterias S sin disminuir la propiedad de transformar a los neumococos R en S. Por otra parte, si purificaban el ADN de las bacterias y lo incubaban con las bacterias R, éstas se transformaban en S. Por lo tanto, concluyeron que era el ADN el principio transformante que hacía que los neumococos R se transformaran en S. En efecto, se descubrió que era el ADN el que llevaba la información necesaria para que la cepa R fuera capaz de sintetizar una cápsula de polisacáridos idéntica a la que poseían las bacterias S.

A pesar de esto, cuando Avery, MacLeod y McCarty publicaron sus resultados en 1944, fueron muy pocos los que creyeron que los genes eran parte del ADN. En esa época era difícil de imaginar que una molécula compuesta sólo de cuatro bases nitrogenadas diferentes pudiera llevar toda la información genética que precisaban los seres vivos. Se creía, entonces, que eran las proteínas las candidatas para tal función, debido a su gran complejidad y múltiples formas.

El material hereditario

Si bien al período entre 1900 y 1940 se lo consideraba la edad de oro de la genética, hasta ese momento, los científicos creían que el material hereditario eran las proteínas.

En 1952 Alfred D. Hershey y Martha Chase realizaron una serie de experimentos destinados a dilucidar si el ADN o las proteínas eran el material hereditario.

Trabajaron con bacteriófagos o fagos, que son virus que infectan bacterias. Debido a que los fagos están compuestos sólo por una cabeza proteica que guarda en su interior ADN, eran la herramienta ideal para resolver la naturaleza del material hereditario.

Los bacteriófagos son un tipo de virus que atacan a las bacterias. Están constituidos por ADN y una cubierta de proteínas. En la actualidad se sabe que los bacteriófagos infectan una célula inyectándole su ADN, el cual "desaparece" mientras toma control de la maquinaria de la bacteria que comienza a fabricar nuevos virus.

Su experimento consistió en marcar el ADN y las proteínas, con alguna sustancia que los hiciera visibles, como los isótopos radioactivos, esto permitiría ver cuál de ellos entraba en la bacteria. Ese sería el factor transformador de Griffith.

Dado que el ADN contiene fósforo (P) en su grupo fosfato pero no azufre (S), ellos marcaron el ADN con Fósforo-32 radioactivo. Por otra parte, las proteínas no contienen P pero si S, y por lo tanto se marcaron con Azufre-35 radioactivo.

Hershey y Chase encontraron que el S-35 quedaba fuera de la célula mientras que el P32 se lo encontraba en el interior. Por lo tanto, dedujeron que durante la infección el

ADN del fago entra en la bacteria, dejando afuera la cabeza proteica. Es decir que el ADN lleva la información para hacer más fagos hijos dentro de la bacteria. En otras palabras, el experimento indicaba que era el ADN el portador de la información genética del fago.

Esta conclusión coincidía con la obtenida por Avery, MacLeod y McCarty, que indicaba que el ADN era el material genético de las bacterias. Sin embargo, fue el experimento de los fagos el que disipó las dudas sobre la composición química de los genes: eran parte del ADN y, por lo tanto, estaban integrados por los cuatro tipos de nucleótidos.

Las reglas de Chargaff

Como se mencionó anteriormente, para esa época prevalecía la idea de que el ADN era una molécula demasiado simple como para ser considerada portadora de la información genética. Esta idea fue desechada en 1950 por el científico checo Erwin Chargaff del Instituto Rockefeller, quien analizó en detalle la composición de bases del ADN extraído de diferentes organismos. Llegó a la sorprendente conclusión de que las cuatro bases nitrogenadas no se encontraban en proporciones exactamente iguales en las distintas especies, lo cual sugirió que el ADN no debía ser tan monótono como se pensaba.

Chargaff demostró que, independientemente del origen del ADN, la proporción de purinas era igual a la de pirimidinas. Es decir, adenina (A) aparecía con tanta frecuencia como la timina (T) y la guanina (G), con tanta frecuencia como la citosina (C). Había dos juegos de equivalencias, A y T por un lado y G y C por otro.

Este resultado reflejaba por primera vez un aspecto estructural del ADN. Indicaba que, independientemente de la composición de A o de G en un ADN, siempre la concentración de A es igual a la de T y la de C igual a la de G. Sin embargo, en aquel momento Chargaff no sospechó las implicancias que podían tener estas reglas, denominadas más tarde “reglas de Chargaff”, en el esclarecimiento de la estructura del ADN.

El descubrimiento de la doble hélice

A principios de la década de 1950 existía un programa científico de investigación del

ADN, sus propiedades, métodos de extracción y composición en las diferentes células.

Tres grupos de investigadores trabajaban simultáneamente en la estructura del ADN. Uno de ellos, el del químico de Oregon Linus Pauling y sus colegas, formuló un modelo que resultó ser equivocado, en el cual la molécula de ADN debía estar formada por una triple hélice.

En el segundo equipo del King's College de Londres, liderado por Maurice Wilkins, trabajaba la cristalógrafa británica Rosalind Franklin. Ella fue la primera en obtener una excelente fotografía del ADN por difracción de rayos X, a partir de la cual podía deducirse la distribución y la distancia entre los átomos que formaban parte del ADN.

Cuenta la historia que mientras Wilkins y Franklin intentaban traducir sus datos en una estructura probable, la fotografía fue vista por el biólogo estadounidense James Watson y el físico británico Francis Crick, los cuales formaban el tercer equipo que estaba investigando la estructura del ADN en la Univ. de Cambridge.

Watson y Crick tenían en mente una serie de posibles estructuras, pero al carecer de buenas fotografías no podían concluir sobre cuál era la correcta. Acceder a la fotografía de Franklin fue clave para lograrlo. De esta forma, Watson y Crick pudieron publicar en 1953, en el mismo número de la revista Nature en el que publicaron sus fotografías Wilkins y Franklin, la estructura de doble hélice del ADN. Watson y Crick inician su artículo original de esta manera:

En 1962 James Watson, Francis Crick y Maurice Wilkins recibieron el premio Nobel en medicina por el descubrimiento de la estructura del ADN. Rosalind Franklin había fallecido en 1958, a los 37 años de edad.

COPIAR EN LA CARPETA:

El ADN y la biotecnología

Estudiar el ADN permite revelar relaciones familiares, resolver hechos delictivos, establecer relaciones evolutivas que datan de millones de años y desarrollar nuevos tratamientos o, posiblemente, la cura para algunos males. El ADN (ácido desoxiribonucleico) se encuentra dentro de cada célula, y contiene la información que determina, en interacción con componentes ambientales, las características que tendrá la célula y el organismo en su totalidad.

Desentrañar la estructura del ADN resultó esencial para comprender procesos celulares, y para desarrollar técnicas de biología molecular y de ingeniería genética, que contribuyeron al avance de la biotecnología moderna. Actualmente, mediante estas técnicas que emplea la biotecnología moderna, es posible transferir ADN de un organismo a otro y conferirle así nuevas características, diseñar nuevos fármacos o mejorar cultivos, entre otras aplicaciones.

Pero la historia del descubrimiento de la estructura y la función del ADN, comenzó hace algunos años atrás.

TRABAJO PRÁCTICO N° 5

(Dicho cuestionario se resuelve con los apuntes que se copian  a continuación)

1-Realizar un breve resumen sobre los distintos científicos que estuvieron asociados a la célula (HOOKE, VAN LEEUWENHOEK, SHLEIDEN, SHWANN)

2-Buscar: ¿De qué tamaño es la célula? ¿En qué unidad se los suele medir? ¿A cuánto equivale ese tamaño en metros? (UNICA PREGUNTA QUE SE RESUELVE CON INTERNET)

3-¿Para qué sirve el proceso de diferenciación?

4-¿Por qué las células son diferentes si tienen el mismo material genético?

5-Graficar y describir brevemente: glóbulos rojos, neuronas, células del xilema y de las estomas

6-En tu carpeta anota las ideas principales de cada tejido: epitelial, conectivo (con todas sus variantes), muscular y nervioso