Biomoléculas esenciales

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son moléculas formadas por la unión de tres componentes:

  • Base nitrogenada: Contiene nitrógeno y carbono. Se clasifican en dos tipos: pirimidínicas (citosina, timina y uracilo) con un único anillo, y purínicas (adenina y guanina) con dos anillos.
  • Grupo fosfato
  • Pentosa: Puede ser ribosa o desoxirribosa.

ADN

El ADN contiene desoxirribosa como pentosa y las bases nitrogenadas adenina, citosina, timina y uracilo. La mayoría de las moléculas de ADN tienen una estructura de doble hélice, que consiste en dos cadenas helicoidales de nucleótidos dispuestas de forma antiparalela. Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior de la hélice y se unen mediante enlaces de hidrógeno. El ADN es el portador de la información hereditaria y tiene la capacidad de duplicarse.

ARN

El ARN suele estar formado por una sola cadena de nucleótidos. Existen tres tipos principales de ARN:

  • ARN mensajero (ARNm): Copia la información del ADN y la lleva a los ribosomas.
  • ARN ribosomal (ARNr): Forma parte de la estructura de los ribosomas.
  • ARN de transferencia (ARNt): Transporta los aminoácidos a los ribosomas para la síntesis de proteínas.

Agua

El agua es el compuesto más abundante en los seres vivos. Su molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno unidos por enlaces covalentes. El agua es una molécula polar y neutra, y es el principal disolvente biológico. Además, tiene una elevada capacidad térmica y alcanza su densidad máxima en estado sólido.

Glúcidos

Los glúcidos, también conocidos como carbohidratos o azúcares, se clasifican en tres grupos:

  • Monosacáridos: Son los glúcidos más simples, como la glucosa, la fructosa, la ribosa y la desoxirribosa.
  • Disacáridos: Se forman por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace covalente. Los más comunes son la maltosa, la lactosa y la sacarosa.
  • Polisacáridos: Son glúcidos complejos que carecen de sabor dulce y tienen funciones estructurales (celulosa) o de reserva energética (almidón y glucógeno).

Los glúcidos tienen diversas funciones en los seres vivos, como combustible celular, almacenamiento de reservas energéticas y componente estructural.

Lípidos

Los lípidos son compuestos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, insolubles en agua pero solubles en disolventes orgánicos. Muchos lípidos contienen ácidos grasos. Se clasifican en varios grupos:

  • Grasas: Sirven como protección y reserva energética.
  • Ceras: Tienen función protectora.
  • Fosfolípidos: Forman la base de las membranas celulares.

Las funciones de los lípidos incluyen reserva energética, estructural, reguladora y protectora.

Proteínas

Las proteínas están formadas por aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos. Los aminoácidos contienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Las proteínas tienen una estructura tridimensional bien definida que determina su función. Cualquier cambio en esta estructura puede provocar la desnaturalización de la proteína.

Procesos biológicos fundamentales

Ciclo vital

El ciclo vital se refiere a las etapas que atraviesan los seres vivos a lo largo de sus vidas, desde el nacimiento hasta la muerte.

Teoría celular

La teoría celular establece que:

  • La célula es la unidad estructural de los seres vivos.
  • Todos los seres vivos están formados por una o más células.
  • La célula es la unidad funcional de los seres vivos.
  • Toda célula proviene de otra célula preexistente.

Tipos de células

Células eucariotas

Las células eucariotas poseen un núcleo definido que contiene el material hereditario y orgánulos rodeados por membranas en su citoplasma. Los animales y las plantas son ejemplos de organismos eucariotas.

Células procariotas

Las células procariotas carecen de núcleo y su material genético está disperso en el citoplasma. Las bacterias son ejemplos de organismos procariotas.

Metabolismo

El metabolismo se refiere al conjunto de reacciones químicas que ocurren en el interior de las células. Se divide en dos procesos:

  • Anabolismo: Sustancias simples se transforman en sustancias más complejas, con gasto de energía.
  • Catabolismo: Sustancias complejas se descomponen en sustancias más simples, liberando energía.

ATP

El ATP (adenosín trifosfato) es la molécula energética que utilizan las células cuando requieren energía.

Nutrición

Organismos autótrofos

Los organismos autótrofos elaboran su propio alimento a partir de materia inorgánica, como las plantas que realizan la fotosíntesis.

Organismos heterótrofos

Los organismos heterótrofos obtienen su alimento del exterior, como los animales.

Fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso anabólico utilizado por muchos organismos autótrofos para fabricar materia orgánica a partir de materia inorgánica utilizando la energía de la luz solar.

Respiración celular

La respiración celular es un proceso catabólico por el cual las células utilizan los nutrientes para obtener energía.

Virus

Los virus son parásitos que se aprovechan de las células de los seres vivos para realizar sus funciones. Son agentes difíciles de eliminar.

Reproducción

Reproducción asexual

En la reproducción asexual, los descendientes son copias genéticas de los progenitores. No hay proceso de reducción cromosómica ni formación de gametos. La mitosis es el tipo de división celular que ocurre en la reproducción asexual.

Reproducción sexual

En la reproducción sexual, los descendientes son semejantes pero no idénticos a los progenitores. Se produce un proceso de reducción cromosómica (meiosis) y se forman gametos especializados. La fecundación es la unión de dos gametos para formar un nuevo individuo.

Ciclo celular

El ciclo celular es el conjunto de fases por las que pasa una célula desde que se forma hasta que se divide. Se divide en dos etapas principales: la interfase y la fase mitótica.

Interfase

La interfase es el período comprendido entre dos mitosis consecutivas. Se divide en tres fases: G1, S y G2. La síntesis de ADN ocurre en la fase S.

Fase mitótica

La fase mitótica incluye la mitosis y la citocinesis. La mitosis es la división del núcleo celular, mientras que la citocinesis es la división del citoplasma.

Meiosis

La meiosis es un tipo especial de división celular que ocurre en las células germinales para producir gametos. Tiene dos divisiones consecutivas, meiosis I y meiosis II, que reducen el número de cromosomas a la mitad. Esto asegura que los descendientes tengan el mismo número de cromosomas que los progenitores.

Genética y evolución

Biodiversidad

La biodiversidad se refiere a la variedad de vida en la Tierra. Incluye la diversidad de especies, la diversidad genética dentro de las especies y la diversidad de ecosistemas.

Especies

Una especie es un grupo de organismos que pueden reproducirse entre sí y producir descendencia fértil.

Genes

Los genes son segmentos de ADN que llevan información genética. Cualquier cambio en un gen se llama mutación.

Mutaciones

Las mutaciones son cambios en el material genético. Pueden ser causadas por radiaciones, sustancias químicas o errores durante la replicación del ADN. Las mutaciones pueden ser beneficiosas, perjudiciales o neutras.

Fecundación

La fecundación es la unión de dos gametos para formar un nuevo individuo. Combina la información genética de ambos progenitores, lo que contribuye a la diversidad genética.

La biología es un campo amplio y fascinante que estudia la vida en todas sus formas. Comprender los conceptos y procesos fundamentales de la biología es esencial para apreciar la complejidad y la maravilla del mundo natural.