NIVELES DE ORGANIZACIN BIOLGICA

La complejidad de los organismos pluricelulares se basa en los diferentes niveles de organizacin que posee su cuerpo. Uno de los principios fundamentales de la biologa es que los seres vivos obedecen a las leyes de la fsica y la qumica.

Los niveles de organizacin biolgicason eslabones organizados de forma jerrquica, es decir, estn organizados desde lo ms simple hasta lo ms complejo. En trminos bastante simples, estos niveles se utilizan para clasificar materia, de acuerdo a su tamao y/o cantidad.

Los niveles de organizacin biolgica son los siguientes:

1.tomo:El nivel atmico es el ms simple. En trminos generales, la palabra tomo significa sin divisin; un significado que, en la actualidad, no se cumple, ya que se considera que existen partculas subatmicas que forman la estructura del tomo. Estructuras subatmicas:

Protn:Partcula subatmica que se encuentra en el ncleo atmico (porcin central). La caracterstica que resalta del protn es su carga elctrica, que es positiva.

Neutrn:Partcula subatmica que se encuentra en el ncleo atmico. La caracterstica que resalta del neutrn es que posee carga elctrica neutra. Estas dos estructuras subatmicas, como ya se ha dicho, conforman el ncleo del tomo y le otorgan las caractersticas propias a cada uno de ellos. Es decir, el ncleo atmico le da la identidad al tomo, ya que en base a esto se realiza su clasificacin en la tabla peridica de los elementos de acuerdo a su nmero atmico (Z = n de protones) y a su masa atmica (N = n msico).

Electrn:Partcula subatmica que se encuentra en la periferia del tomo, alrededor del ncleo, girando en sectores denominados orbitales (sectores de los tomos donde existe una mayor probabilidad de encontrar un electrn). En conjunto, los electrones girando en sus respectivos orbitales se denominan nube electrnica.

Ejemplos de tomos son:Carbono (C)Hidrgeno (H)Oxgeno (O)Nitrgeno (N)Fsforo (P)Azufre (S).

2. Molcula:Este nivel consiste en la unin de diversos tomos a travs de uniones conocidas como enlaces.Ejemplos de molculas son:Agua (H2O)Metano (CH4)Glucosa (C6H12O6).

3. Macromolcula:Las macromolculas constituyen la clula, son estructuras de mayor tamao que una molcula. De hecho, una macromolcula puede definirse como conjunto de molculas que se unen a travs de interacciones, que son ms dbiles que un enlace.

Ejemplos de macromolculas son:CarbohidratosProtenasLpidos o Grasascidos Nuclicos. Cada grupo de macromolcula posee caractersticas propias

4. Organelo:Este nivel se puede definir como una estructura subcelular formada por la fusin de macromolculas, que cumple funciones especficas.

Ejemplos de organelos son:

NcleoRetculo EndoplasmticoMitocondriaCloroplasto, etc.

5.Clula:Es el primer nivel capaz de expresar vida en nuestro planeta, ya que posee las caractersticas de reproduccin, adaptacin y captar estmulos desde el medio que la rodea. La evolucin destaca la existencia de dos grandes linajes celulares: clula procarionte y clula eucarionte, cada uno de ellos con caractersticas muy particulares. Adems, dentro de las clulas eucariontes, se realiza una subdivisin para poder estudiar a dos grandes grupos de clulas: clula animal y clula vegetal.

6. Tejido:Un tejido puede definirse como conjunto de clulas con similar estructura y funcin.Por ejemplo:La mucosa gstrica una capa de clulas especializadas en secretar los jugos gstricos que permiten degradar los alimentos y proteger el interior del estmago.

7.rgano:Los rganos se forman cuando varios tejidos interactan o se asocian temporal y espacialmente para realizar una funcin especfica.Por ejemplo:El estmago, presenta tejidos que absorben ciertas sustancias, secretan cidos, movilizan el alimento y tejidos nerviosos que comunican al cerebro lo que ocurre con el contenido gstrico, al inicio y al trmico de la digestin.

8. Sistema:est formado por grupos de rganos que trabajan integralmente y participan en una misma funcin. Un sistema digestivo esta integrado por los siguientes rganos: la boca, el esfago, el estmago, los intestinos, el hgado y el pncreas (todos ellos intervienen en la adquisicin de nutrientes). En la funcin digestiva, cada rgano, por separado, desarrolla funciones especficas que, en totalidad.

Ejemplos de sistemas son:Sistema CardiovascularSistema Digestivo,Sistema seo (Esqueleto)Sistema ExcretorSistema SanguneoSistema endocrinoSistema linfticoSistema nerviosoSistema lmbico

9. Organismo:2 nivel capaz de expresar vida en nuestro planeta, ya que, al igual que la clula, puede reproducirse, adaptarse y captar estmulos ambientales. En resumen, este nivel puede definirse como un conjunto de sistemas que trabajan de manera coordinada para mantener la supervivencia del individuo. Ejemplos de organismos son: Humano, Len, Planta.

10. Poblacin:Conjunto de organismos de la misma especie, que viven en un lugar y tiempo determinados. Adems, entre ellos se generan interacciones intraespecficas, como por ejemplo: competencia.

11. Comunidad:Conjunto de organismos de distintas especies que viven en un lugar y tiempo determinados. Adems, entre ellos se generan interacciones intraespecficas, como por ejemplo: depredacin, parasitismo, etc.

12. Ecosistema (acutico y terrestre):Conjunto de organismos de distinta especie ms el entorno abitico que les rodea (cerros, planicies, ros, lagos, etc.). Los organismos, en este nivel, establecen relaciones con el ambiente que les rodea, por ejemplo: adaptacin.

13. Biosfera:Ultimo nivel de organizacin biolgica y, por ende, el ms voluminoso de todos, ya que contiene al resto de los niveles en su interior.

EL CARBONO

El carbono es un elemento qumico de nmero atmico 6 y smboloC. Es slido a temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de formacin, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alotrpicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante respectivamente. Es el pilar bsico de la qumica orgnica; se conocen cerca de 16 millones de compuestos de carbono, aumentando este nmero en unos 500.000 compuestos por ao, y forma parte de todos los seres vivos conocidos. Forma el 0,2 % de la corteza terrestre.El carbono es un elemento notable por varias razones. Sus formas alotrpicas incluyen, sorprendentemente, una de las sustancias ms blandas (el grafito) y la ms dura (el diamante) y, desde el punto de vista econmico, uno de los materiales ms baratos (carbn) y uno de los ms caros (diamante). Ms an, presenta una gran afinidad para enlazarse qumicamente con otros tomos pequeos, incluyendo otros tomos de carbono con los que puede formar largas cadenas, y su pequeo radio atmico le permite formar enlaces mltiples. As, con el oxgeno forma el dixido de carbono, vital para el crecimiento de las plantas (ver ciclo del carbono); con el hidrgeno forma numerosos compuestos denominados genricamente hidrocarburos, esenciales para la industria y el transporte en la forma de combustibles fsiles; y combinado con oxgeno e hidrgeno forma gran variedad de compuestos como, por ejemplo, los cidos grasos, esenciales para la vida, y los steres que dan sabor a las frutas; adems es vector, a travs del ciclo carbono-nitrgeno, de parte de la energa producida por el Sol.

El principal uso industrial del carbono es como componente de hidrocarburos, especialmente los combustibles fsiles (petrleo y gas natural). Del primero se obtienen, por destilacin en las refineras, gasolinas, queroseno y aceites, siendo adems la materia prima empleada en la obtencin de plsticos. El segundo se est imponiendo como fuente de energa por su combustin ms limpia.

Otros usos son:

El istopo radiactivo carbono-14, descubierto el 27 de febrero de 1940, se usa en la datacin radiomtrica. El grafito se combina con arcilla para fabricar las minas de los lpices. Adems se utiliza como aditivo en lubricantes. Las pinturas anti-radar utilizadas en el camuflaje de vehculos y aviones militares estn basadas igualmente en el grafito, intercalando otros compuestos qumicos entre sus capas. Es negro y blando. Sus tomos estn distribuidos en capas paralelas muy separadas entre s. Se forma a menos presin que el diamante. Aunque parezca difcil de creer, un diamante y la mina de un lapicero tienen la misma composicin qumica: carbono. Eldiamante estransparente y muy duro. En su formacin, cada tomo de carbono est unido de forma compacta a otros cuatro tomos. Se originan con temperaturas y presiones altas en el interior de la tierra. Se emplea para la construccin de joyas y como material de corte aprovechando su dureza. Como elemento de aleacin principal de los aceros. En varillas de proteccin de reactores nucleares. Las pastillas de carbn se emplean en medicina para absorber las toxinas del sistema digestivo y como remedio de la flatulencia. El carbn activado se emplea en sistemas de filtrado y purificacin de agua. El carbn amorfo ("holln") se aade a la goma para mejorar sus propiedades mecnicas. Adems se emplea en la formacin de electrodos (p. ej. de las bateras). Obtenido por sublimacin del grafito, es fuente de los fulerenos que pueden ser extrados con disolventes orgnicos. La fibra de carbono (obtenido generalmente por termlisis de fibras de poliacrilato) se aade a resinas de polister, donde mejoran mucho la resistencia mecnica sin aumentar el peso, obtenindose los materiales denominados fibras de carbono. Las propiedades qumicas y estructurales de los fulerenos, en la forma de nanotubos, prometen usos futuros en el incipiente campo de la nanotecnologa. Las cadenas carbonadas pueden ser abiertas o lineales. Las cadenas lineales son en las que hay un radical tras otro,nunca estando el ltimo en contacto con ninguno de los anteriores. Ejemplo:-CH2-CH2-CH2-

Las cadenas cerradas o cclicas con en las que se forman anillos como en el benceno o cicloalcanos. En estas, el ultimo radical est en contacto con cualquiera de los anteriores, en especial con el primero, formando un tipo de anillos.

BIOELEMENTOSBioelementosoelementos biognicosson los elementos qumicos, presentes en seres vivos. La materia viva est constituida por unos 70 elementos, la prctica totalidad de los elementos estables que hay en la Tierra, excepto los gases nobles. No obstante, alrededor del 99% de la masa de la mayora de las clulas est constituida por cuatro elementos, carbono (C), hidrgeno (H), oxgeno (O) y nitrgeno (N), que son mucho ms abundantes en la materia viva que en la corteza terrestre.

Los elementos qumicos que forman parte de la materia de los seres vivos se conocen como bioelementos o elementos biognicos. Ninguno es exclusivo de los seres vivos, sino que todos ellos se encuentran tambin en la materia inanimada, aunque en distintas proporciones.Se han identificado unos 70 bioelementos, aunque no todos estn presentes en cada organismo, ni aparecen en las mismas cantidades; segn su abundancia se clasifican en primarios, secundarios y oligoelementos.

Bioelementos primarios: se hallan en todos los seres vivos y en conjunto constituyen el 96% del peso de cualquier organismo. Son el C, H, O y N, y en menor % el P y el S.- El C, H, O y N son los componentes fundamentales de las molculas de los seres vivos llamadas biomolculas o principios inmediatos.- La importancia del P radica en que, por una parte, es componente de muchas biomolculas, como los fosfolpidos y loscidos nucleicos; por otra parte, en forma de sales cristalizadas, es componente de la estructura de esqueletos y dientes- El S forma parte de muchas protenas y de algunas vitaminas; forma parte de los sulfatos, que son sales presentes en casi todos los sers vivos.

CARBONO: forman largas cadenas carbono-carbono (macromolculas) mediante enlaces simples (-CH2-CH2) o dobles (-CH=CH-), as como estructuras cclicas. Pueden incorporar una gran variedad de radicales (=O, -OH, -NH2, -SH, PO43-), lo que da lugar a una variedad enorme de molculas distintas. Los enlaces que forma son lo suficientemente fuertes como para formar compuestos estables, y a la vez son susceptibles de romperse sin excesiva dificultad. Por esto, la vida est constituida por carbono y no porsilicio, un tomo con la configuracin electrnica de su capa de valencia igual a la del carbono.

HIDRGENO: adems de ser uno de los componentes de la molcula deagua, indispensable para la vida y muy abundante en los seres vivos, forma parte de los esqueletos de carbono de las molculas orgnicas. Puede enlazarse con cualquier bioelemento.OXGENO: es un elemento muyelectronegativoque permite la obtencin de energa mediante larespiracin aerbica. Adems, forma enlaces polares con el hidrgeno, dando lugar a radicales polares solubles en agua (-OH, -CHO, -COOH).NITRGENO: principalmente como grupoamino(-NH2) presente en lasprotenasya que forma parte de todos losaminocidos. Tambin se halla en lasbases nitrogenadasde loscidos nucleicos. Prcticamente todo el nitrgeno es incorporado al mundo vivo como ionnitrato, por lasplantas. Elgas nitrgenosolo es aprovechado por algunasbacteriasdel suelo y algunascianobacterias.FSFORO. Se halla principalmente comogrupo fosfato(PO43-) formando parte de losnucletidos. Forma enlaces ricos en energa que permiten su fcil intercambio (ATP). AZUFRE. Se encuentra sobre todo como radicalsulfhidrilo(-SH) formando parte de muchas protenas, donde creanenlaces disulfuroesenciales para la estabilidad de la estructura terciaria y cuaternaria. Tambin se halla en elcoenzima A, esencial para diversasrutas metablicasuniversales, como elciclo de Krebs.

Bioelementos secundarios: tambin estn en todos los seres vivos y son el Mg, Ca, K, Na y Cl; se encuentran en menor % que los anteriores, pero desempean funciones muy importantes en la fisiologa celular.S Mg: forma parte de la clorofila de los vegetales y en forma inica (Mg 2+) acta como catalizador en muchas reacciones biolgicas.S Ca: forma parte del CO3Ca, componente principal de las estructuras esquelticas; en forma inica (Ca 2+) interviene en la contraccin muscular, coagulacin sangunea y transmisin del impulso nervioso.S K, Na y Cl: en forma inica (K+, Na+, Cl-) mantienen el grado de salinidad en los lquidos biolgicos e intervienen en procesos fisiolgicos, como la transmisin del impulso nervioso.Clasificacin de los bioelementosLos bioelementos tambin se clasifican segn su abundancia en mayoritarios, traza y ultratraza: Bioelementos mayoritarios. Se presentan en cantidades superiores al 0,1% del peso del organismo.Oxgeno(O),carbono(C),hidrgeno(H),nitrgeno(N),calcio(Ca),fsforo(P),azufre(S),cloro(Cl) ysodio(Na). Bioelementos traza. Estn presentes en una proporcin comprendida entre el 0,1% y el 0,0001% del peso de un ser vivo. Entre otros se incluyesilicio(Si),magnesio(Mg) ycobre(Cu). Bioelementos ultratraza. Se presentan en cantidades inferiores al 0,0001%, por ejemplo elyodo(I), elmanganeso(Mn) o elcobalto(Co).Los elementos traza y ultrataza suelen ser denominados en su conjunto,oligoelementos, ya que el prefijo griego "oligo-" significa "poco",3para denotar su escasa presencia en los seres vivos. Se han aislado 60 oligoelementos, pero de ellos solo 14 se consideran comunes en casi todos los seres vivos