EXCRECIÓN CELULAR Y TRANSPORTE DE SUSTANCIAS: TRANSPORTE ACTIVO Y TRANSPORTE PASIVO

La célula posee una serie de mecanismos para regular el ingreso, la salida y la circulación de sustancias desde y hacia su interior.
Si la sustancia ingresa a la célula hablamos de nutrición celular, pero si por lo contrario son sustancias que salen de la célula, nos estamos refiriendo a excreción celular.

La célula cuenta con dos mecanismos para movilizar sustancias    a través  de la  membrana celular: transporte activo y transporte pasivo.

                          TRANSPORTE PASIVO

Es el movimiento de partículas desde un lugar de mayor concentración a uno de menor concentración. No requiere  energía.

 Hay  factores que modifican la   difusión, como son la temperatura, presión, corrientes eléctricas y tamaño de las moléculas. El transporte pasivo se clasifica en: 

                                                1. DIFUSIÓN SIMPLE

Las partículas atraviesan libremente la bicapa fosfolipídica de la membrana celular. como es el caso de gases disueltos (oxigeno, dióxido de carbono) y moléculas liposolubles, es decir moléculas que se pueden disolver en lípidos o grasas como el alcohol etílico y la vitamina A.

                                         2. DIFUSIÓN FACILITADA

 Sucede en  moléculas  más grandes o insolubles en lípidos, es decir mo se disuelven en lípidos o grasas y necesitan ser transportadas con ayuda de proteínas de la membrana, como los  iones como el Na+, K+, Ca2+, Cl-,  los aminoácidos, la glucosa, la fructosa.

                                                   3. OSMOSIS

                          TRANSPORTE ACTIVO

Requiere un gasto de energía para transportar  moléculas de gran tamaño de un lado al otro de la membrana aun contra un gradiente de concentración, es decir que pueden transportarse de una zona de menor concentración a una zona de mayor concentración mediante una  proteína transportadora presente en la membrana celular. Se divide en: 

1. ENDOCITOSIS

Trasporta del exterior al interior de la célula moléculas de gran tamaño, mediante la formación de una vesícula que encierra el material para trasportar  y una invaginación de la membrana. Se clasifica en:

a. FAGOCITOSIS

 Es la acción celular de comer organismos completos o restos celulares, mediante seudópodos que son  prolongación del citoplasma de algunos organismos unicelulares y en fagocitos en organismos pluricelulares.

b. PINOCITOSIS

Es la acción celular de ingerir sustancias líquidas (partículas en solución y líquidos).

2. EXOCITOSIS

Proceso mediante el cual la célula trasporta de su interior al exterior moléculas de gran tamaño, eliminando sustancias.

Es el trasporte de moléculas de agua a través de la membrana, desde una zona de mayor concentración a menor concentración con el fin de regular la concentración de sales dentro y fuera de la célula.

 CONCENTRACIÓN EN EL MEDIO  EXTRACELULAR O INTRACELULAR

             Ahora dependiendo el medio de concentración recibe un nombre específico. Cuando se habla de medio extracelular se refiere al medio externo de la célula y el medio intracelular, es el medio interno de la célula.                                  

                                            CÉLULAS EN MEDIO ISOTÓNICO

   la concentración de sales disueltas es igual tanto en el medio extracelular como  en medio intracelular. Este es el medio de equilibrio celular, en la célula vegetal en este medio  se encuentra en estado flácido.

                                             CÉLULA EN MEDIO HIPOTÓNICO

Es aquella que tiene menor concentración de sales disueltas en el medio exterior en relación al medio interior de la célula. La célula  se hincha. En la célula vegetal en este medio  se encuentra en estado turgente

                                              CÉLULA EN MEDIO HIPERTÓNICO

Es aquella que tiene mayor concentración de Sales disueltas en el medio externo, por lo que una célula en dicha solución pierde agua (H2O). En la célula vegetal en este medio se encuentra en estado plasmolizado.

ACTIVIDAD
1. Realiza un mapa conceptual  del transporte activo que contenga definición y clasificación.

2. Realiza un cuadro comparativo entre transporte activo y transporte pasivo.
3. Escribe y grafica  la concentración en el medio extracelular e intracelular. 

UNIDADES DE MEDIDA. EQUIVALENCIAS Y CONVERSIONES

En química tenemos diversidad de unidades de medida y ésta a su vez posee equivalencias a tener en cuenta. Empezaremos nombrando las más comunes:

MASA: Es la cantidad de materia que posee un cuerpo. se expresa en gramos(g) o en kilogramos(kg). En nuestra vida diaria conocemos otra serie de medidas de masa que poseen equivalencias a tener en cuenta. 

VOLUMEN: es el lugar que ocupa un cuerpo en el espacio. se expresa en litros (l), mililitros( ml), metros cúbicos (m3) o centímetros cúbicos (cm3).

DENSIDAD: es una magnitud vectorial referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. Se expresa en g/cm3   g/ml   Kg/L

LONGITUD: es un concepto métrico definible para entidades geométricas sobre la que se ha definido una distancia. Más concretamente dado un segmento, curva o línea finita, se puede definir su longitud a partir de la noción de distancia. 

Ejercicio: Convertir 5.8 Kilómetros a metros, para hacerlo por regla de tres, primero se escribe la equivalencia y luego el valor que nos brinda el ejercicio, la incógnita se representa con una X, donde queda dicha incógnita se multiplica el número que queda al lado de la X por el número de arriba de la X y se divide en el número que queda diagonal a la X.

TEMPERATURA:  es una magnitud referida a las nociones comunes de calor medible mediante un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico. La temperatura tiene varias diversas unidades de medida, las más conocidas son  los grados CELSIUS, KELVIN y  FAHRENHEIT. Existen diversas fórmulas que permiten convertir de un grado de temperatura a otro.

TIEMPO: El tiempo es la duración de las cosas sujetas a cambio. Es la magnitud física que permite parametrizar el cambio, esto es, que permite ordenar los sucesos en secuencias, estableciendo un pasado, un presente y un futuro. Su unidad básica en el sistema internacional (SI) es el segundo.

TEORÍA CELULAR: CÉLULA PROCARIOTA Y EUCARIOTA

Esta teoría explica la constitución de los seres vivos sobre la base de células, y el papel que estas tienen en la constitución de la vida y en la descripción de las principales características de los seres vivos. Gracias a los estudios de Robert Hooke, Anthony Van Leewenhoek,  Theodo Schnann, Jakob Schleiden y Rudolf Virchow se establecieron los siguientes principios fundamentales:

- La célula es la unidad estructural y funcional de la vida.

- Toda célula procede de otra ya existente.
- La célula contiene el material genético de un ser vivo.

•El flujo de energía ocurre dentro de la célula.

-Todas las células tienen la misma composición química.

Gracias a los avances científicos poseemos un concepto moderno de teoría celular el cual se puede resumir en los siguientes principios:

1. Todos los seres vivos están formados por células, bacterias y otro tipo de organismos, o por sus productos de secreción. La célula es la unidad estructural de la materia viva, y dentro de los diferentes niveles de complejidad biológica, una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.
2. Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto único e irrepetible, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.
3. Todas las células proceden de células procariotas preexistentes, por división de éstas  o célula madre. Es la unidad de origen de todos los seres vivos.

Ahora es importante reconocer las características de los dos tipos de células que representan la estructura de todos los seres vivos según su complejidad:

CÉLULA PROCARIOTA

Se llama procariota o procarionte a las células sin núcleo celular definido, es decir, cuyo material genético se encuentra disperso en el citoplasma, reunido en una zona denominada nucleoide.Casi sin excepción los organismos basados en células procariotas son unicelulares (organismos consistentes en una sola célula).Se cree que todos los organismos que existen actualmente derivan de una forma unicelular procariota.

La estructura celular procariota básica tiene los siguientes componentes:

• Membrana plasmática
• Pared celular (con algunas excepciones)
• Citoplasma
• Nucleoide
• Ribosomas
• Compartimentos procariotas. Se han identificado compartimentos que parecen tener el propósito de resguardar o llevar a cabo ciertos tipos de tareas especializadas. 

CÉLULA EUCARIOTA

Se llama célula eucariota o eucarionte  a todas las células con un núcleo celular delimitado dentro de una doble capa lipídica, la envoltura nuclear, la cual es porosa y contiene su material hereditario, fundamentalmente su información genética.

Las células eucariotas presentan un citoplasma organizado en compartimentos, con orgánulos (semimembranosos) separados o interconectados, limitados por membranas biológicas que tienen la misma naturaleza que la membrana plasmática. El núcleo es el más notable y característico de los compartimentos en que se divide el protoplasma, es decir, la parte activa de la célula. En el núcleo se encuentra el material genético en forma de cromosomas. Desde este se da toda la información necesaria para que se lleve a cabo todos los procesos tanto intracelulares como fuera de la célula, es decir, en el organismo en sí.

En el protoplasma distinguimos tres componentes principales, a saber la membrana plasmática, el núcleo y el citoplasma, constituido por todo lo demás. Las células eucariotas están dotadas en su citoplasma de un citoesqueleto complejo, muy estructurado y dinámico, formado por microtúbulos y diversos filamentos proteicos. Además puede haber pared celular, que es lo típico de plantas, hongos y protistas pluricelulares, o algún otro tipo de recubrimiento externo al protoplasma.

                                            ACTIVIDAD

1. Gráfica en tu cuaderno la estructura de la célula procariota y eucariota. Especificando sus partes.
Realiza un cuadro comparativo estableciendo semejanzas y diferencias entre la célula procariota y eucariota.

TEORÍAS DEL ORIGEN DE LA VIDA

Sin lugar a dudas una de las preguntas en la que el ser humano basa muchos pensamientos e investigaciones es ¿cómo inicio la vida en la tierra? y por ende comprender el inicio de la existencia humana. Son diversas las teorías que han surgido como respuesta a este interrogante, ahora estudiaremos algunas de las respuestas que el hombre a brindado acerca del origen de la vida.

                                                TEORÍA DEL CREACIONISMO

El Universo y los seres vivos  provienen de actos específicos de creación, llevado a cabo por uno o varios dioses y que obedece a un propósito divino.

Según la corriente religiosa atribuyeron el inicio de la vida como un hecho divino, es decir, todos los seres vivos presentes en el planeta tierra fueron obra de un Dios que lo creo todo de la nada y que han permanecido inalterables desde el principio.

Sin lugar a dudas al afirmar no existir cambios en los seres vivos es  negar la evolución por completo. 

Ahora quisiera refutar ciertos aspectos bíblicos que pienso se deben tener en cuenta, pues si tenemos en cuenta la posición religiosa en la antigüedad, presentó ciertas falencias que contradicen los escritos de los profetas.

1° AFIRMACIÓN: Dios creó todo de la nada

 Es verdad que Dios es todopoderoso, no hay nada que él no pueda hacer, es cierto, pero aun siendo Dios debe cumplir con las propias leyes de la naturaleza, pues la materia no se crea, ni se destruye, solo se transforma. Afirmar que el Supremo Hacedor hizo la tierra y todo lo que se mueve en ella sin tener ningún material en sus manos es absurdo.

La tierra era caos y confusión y oscuridad por encima del abismo, y un viento de Dios aleteaba por encima de las aguas. GÉNESIS 1:2

Según la anterior cita, escrita por el profeta Moises es claro la existencia de los elementos que se encontraban desorganizados, es decir, no tenían una forma definida; ahora Dios toma toma este caos y confusión de los elementos y los convierte en un planeta habitable con las condiciones óptimas para la vida de todas las especies.

2° AFIRMACIÓN: La creación fue acción de uno o varios DIOSES

 Sin lugar a dudas si se nos preguntara cuantos personajes intervinieron en la creación o en otras palabras quien o quienes efectuaron la creación, la gran mayoría de las personas afirmaran que un solo Dios, dicha afirmación fue hecha al principio por el creacionismo, sin embargo los escritos de los profetas son claros y nos dan a conocer pequeños misterios que amplían nuestra visión.  

Entonces dijo Dios: Hagamos al hombre a nuestra imagen, conforme a nuestra semejanza; y señoree en los peces del mar, en las aves de los cielos, en las bestias, en toda la tierra, y en todo animal que se arrastra sobre la tierra. (Génesis 1:26)

Dios relata la creación del hombre a su imagen, eso es claro, sin embargo en el anterior escrito nuestro creador en este escrito se dirige en plural utilizando el verbo "hagamos", dando a entender que el no se encontraba solo creando la tierra, es por ello que la existencia de varios dioses es posible.

3° AFIRMACIÓN: Los seres vivos creados han permanecido sin cambio alguno.

Si los seres vivos han permanecido sin cambio alguno desde el momento de la creación, ¿donde se ubican los dinosaurios?, es verdad los fósiles han sido una evidencia de la existencia de criaturas gigantescas que desaparecieron de la tierra y en lo que evolucionistas se defienden para refutar al creacionismo. Ahora no se puede refutar con las evidencias presentes y los mismos escritos antiguos lo sostienen.

Y creó Dios los grandes monstruos marinos, y todo ser viviente que se mueve, que las aguas produjeron según su género, y toda ave alada según su especie. Y vio Dios que era bueno.  (Génesis 1:21)

Ahora quien podría afirmar que los grandes monstruos marinos mencionados en la cita bíblica, solo se hiciera referencia a grandes ballenas o también a seres que han dejado de existir, que posiblemente pudieron evolucionar y pasar de la vida acuática al ambiente terrestre. 

TEORÍA DE LA GENERACIÓN ESPONTANEA

Afirma que las diversas formas de vida  surgen de manera espontánea a partir ya sea de materia orgánica, inorgánica o de una combinación de las mismas. Dicha teoría surge como parte de la observación directa del hombre a los cambios de su entorno queriendo dar respuesta utilizando al lógica.

El primer exponente fue ARISTÓTELES Afirmó que algunas porciones de materia contienen un "principio activo" y a ciertas condiciones adecuadas podían producir un ser vivo. La luz, el sol, la carne en putrefacción y el barro podían tener estos principios activos. Es por ello que un ejemplo  es la carne en putrefacción, siendo una materia sin vida, algunos días después en forma espontanea producía gusanos. 

Otro de los exponentes de la generación espontanea fue  Jean Baptiste Van Helmont 

 Vivió en el siglo XVII. Afirmó que se podían obtener ratones y consistía en colocar una camisa sucia y granos de trigo por veintiún días, lo que daba como resultado  la vida de algunos roedores.

Se debe tener en cuenta que  estos ejemplos dados en l dicha teoría, son producto d l contacto visual que sus exponentes tenían con su ambiente y su deducción, pues eran pocos los avances científicos  se tenia para esa época.

Con el tiempo fueron probando dicha teoría con diversos experimentos que dieron como resultado el fracaso para explicar el origen de la vida y permitieron tener en cuenta algunos factores importantes.

FRANCISCO REDI: Por medio de un experimento sencillo probo que la carne descompuesta, que no entra en contacto con las moscas no produce gusanos.

LOUIS PASTEUR: Cada  organismo proviene de otro al reproducirse. Matraz  con medio de cultivo sometidos al calor. Con ello se demostró la existencia de organismos microscópicos. 

                   TEORÍA DE LA PANSPERMIA

propone que la vida proviene del exterior y los primeros seres vivos (esporas y bacterias) habrían llegado posiblemente en meteoritos o cometas 

desde el espacio hacia la Tierra.

En 1996, un grupo de científicos de EE.UU. propusieron que el famoso meteorito encontrado en la Antártida, pudo haber dejado huellas fosilizadas de bacterias que una vez vivieron en Marte.

                       TEORÍA DE LA BURBUJA

Creadas por el romper de las olas, pudieron crear las condiciones para la concentración de moléculas orgánicas en los bordes costeros.

                      TEORÍA HIDROTERMAL

Sugiere que la vida comenzó a partir de aberturas submarinas o respiraderos hidrotermales debajo del mar, desprendiendo moléculas ricas en hidrógeno que fueron clave para el surgimiento de la vida.

                     TEORÍA QUIMIOSINTÉTICA

ALEXANDER OPARIN  Y JOHN HALDEN:  Los primeros organismos vivos surgieron  de los no vivos. Es la teoría más aceptada que da respuesta al origen de la vida en la tierra. Implica varios factores:

1° Una atmósfera terrestre primitiva: Es decir, los componentes de la atmósfera actual son muy diferentes a la atmósfera terrestre hace millones de años, que se debio caracterizar por  la  carencia de oxígeno y presencia de mezcla de gases: Metano (CH4), amoniaco (NH3), vapor de agua ( H2O) e hidrógeno  (H2).

2° Presencia de energía que permitiera a los compuestos de la atmósfera primitiva, reaccionar químicamente, formando compuestos más complejos, para ello se debe tener en cuenta: La energía procedente de  Erupciones volcánicas, tormentas eléctricas, luz ultravioleta procedente del sol, la radiación de  meteoritos y fragmentos de cometas.

3° Ambiente y tiempo propicio:  Agua en estado líquido, arcilla, temperatura optima millones de años, permitió el surgimiento de estructuras sencillas que se convirtieron el los primeros seres vivos sobre la tierra.

Los científicos Urey y Miller en un experimento decidieron comprobar la teoría de Oparin, logrando Sintetizar algunas moléculas orgánicas como aminoácidos, a simples a partir de amoniaco, vapor de agua, metano y descargas eléctricas simulando la atmósfera primitiva.

                               ACTIVIDAD

•En que se basaban los exponentes de la generación espontanea para el surgimiento de la vida?

•¿En qué se diferencia la teoría quimiosintética y  el creacionismo?

•¿Qué similitud hay entre  la panspermia y la teoría Bioquímica?

•En que consistieron específicamente el experimento de Louis Pasteur y el experimento de Urey y Miller y que conclusiones se sacaron de cada experimento?