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fecha de publicación08.03.2016
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Describe los tipos de reproducción celular y de los organismos,

procesos que periINImiten perpetuar la vida


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Unidad de competencia:

Reconoce la reproducción de los organismos como un mecanismo mediante el cual se perpetúan los seres vivos, identificando a la

reproducción asexual como la base para la conservación de las características del organismo, y a la reproducción celular sexual como la

base para la conjugación de las características de la especie, considerando las implicaciones de las desviaciones que estos procesos

pueden presentar como es el caso del cáncer.

Continuidad de la vida.

Uno de los problemas fundamentales en la ciencia bilógica es el de desentrañar los mecanismos y las causas de la continuidad de la vida. Las investigaciones han llevado a entender que a pesar de la diversidad de formas, la vida tiene una unidad y una continuidad, pero como toda teoría científica ,la teoría celular no es más que una red de conceptos que dada su articulación, proporciona una explicación acerca de los fenómenos, que se acepta como verdadera de manera provisional. Con el avance de la investigación científica, se han encontrado sistemas considerados vivos, que escapan a la gran generalización. Estos sistemas son los seres vivos.

Los virus son agregados moleculares constituidos por moléculas de ácido nucleico cubiertas por una capa de proteínas. No tienen una estructura celular ni realizan un metabolismo. Se cristalizan como lo hacen algunas sustancias químicas, sin embargo, tienen una propiedad derivada de su ácido nucleico y es que se multiplican, siempre y cuando estén dentro de una célula. La multiplicación es la razón de que se consideren objeto de estudio dela Biología. La existencia y características de los virus se explican desde el punto de vista evolutivo, como un punto de

transición entre la materia inerte y la vida en el proceso evolutivo de la materia en el universo.

Los problemas que surgen al intentar el conocimiento y explicación de la continuidad de la vida son múltiples, toda vez que el fenómeno se expresa en los diferentes niveles de organización de la materia viva, tanto en el ecológico, el de población y el individual, como en el orgánico, el histológico, el celular y el molecular. El estudio de la diversidad y la evolución de los sistemas vivos plantean la necesidad de conocer los procesos que han permitido que la vida se conserve en el tiempo y se extienda en el espacio, las primeras formas de vida aparecieron como un número limitado de patrones estructurales básicos que se diversificaron ampliamente y aunque muchas especies se extinguieron, aparecieron otras, de manera que la vida continúa sobre la Tierra.

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Los mecanismos por los cuales se asegura dicha continuidad, son la reproducción y la herencia. Con la primera se forman nuevos individuos, en cantidad tal, que no sólo se sustituye a los que mueren, sino que se producen suficientes para ocupar nuevos espacios; con la segunda se asegura que las características de las especies se conservan de una generación a otra, que los hijos se parezcan a sus padres, pero también que los descendientes vayan adquiriendo caracteres que representen posibilidades de adaptación a nuevos ambientes.

La reproducción es una de las funciones vitales, junto con la de nutrición y la de relación; estas se dirigen a la supervivencia del individuo, mientras que la reproducción tiene como finalidad la supervivencia de la especie. Se puede definir a la reproducción como el proceso por el cual uno o dos organismos forman un nuevo individuo. La reproducción asegura, por un lado, la perpetuación de la especie y, por otro, el incremento del número de individuos que de este modo aumenta la capacidad colonizadora de dicha especie. De acuerdo con los postulados de la teoría celular, todos los organismos están formados por células y han tenido su origen a partir de una célula.

Las etapas críticas de la reproducción, incluso de la humana, se llevan a cabo en el nivel microscópico de la célula. La reproducción celular permite a la célula progenitora distribuir con exactitud tanto genes como componentes celulares a sus células hijas mediante un proceso denominado división celular. En los procariotas, la división celular se lleva a cabo por la vía de la fisión binaria. En los eucariotas, la división celular se efectúa por la vía ya sea de la mitosis o de

la meiosis. Se conceptualiza a la reproducción como un proceso que se desarrolla en

diferentes niveles de organización desencadenándose por acción de otros fenómenos, fundamentalmente el crecimiento. En efecto, el que un organismo complejo, planta o animal se reproduzcan, depende de que logren cierto límite de crecimiento, mismo que se alcanza por la reproducción y aumento en el número de células que lo constituyen. A su vez, las células se reproducen cuando adquieren determinado tamaño, lo cual es producto de una reproducción molecular, que se logra mediante el aporte de materia y energía a los sistemas celulares. En síntesis, la reproducción, es decir la formación de nuevas unidades vivientes, dependerá de la eficiencia de los procesos metabólicos que aseguran la obtención y aprovechamiento óptimo de la materia y la energía en los sistemas vivos.

14 DESCRIBE LOS TIPOS DE REPRODUCCIÓN CELULAR Y DE LOS ORGANISMOS, PROCESOS QUE PERMITEN PERPETUAR LA VIDA

En el mundo vivo tan diverso, hay sistemas que por su simplicidad, el mecanismo reproductor queda en el nivel molecular, como en los virus; otros, los seres unicelulares, alcanzan el nivel de reproducción celular y, los organismos más complejos, el nivel individual. El crecimiento de una célula, para alcanzar el límite en el cual se desencadena su reproducción, involucra el incremento de moléculas que la constituyen, proceso que se lleva a cabo mediante la adquisición de moléculas del medio externo, para ser incorporadas al sistema celular tal como son absorbidas, o para ser procesadas metabólicamente. La forma más simple por la cual una célula crece, es la adición o acumulación de moléculas que provienen del exterior, por ejemplo, agua y sales minerales. Otros mecanismos más complejos para el crecimiento son la síntesis enzimática, la síntesis con base en un patrón y la autoduplicación.

Los procesos de reproducción molecular dan por resultado el crecimiento de las células a un límite tal, que se pierde el equilibrio entre el volumen del núcleo y citoplasma con la superficie de sus membranas, momento crítico que desencadena la reproducción.

Ácidos nucleicos y su función en la reproducción celular.

Todas las células tienen sustancias nucleicas o un núcleo propiamente dicho. Las células procariontes poseen sustancias dispersas en el citoplasma; en cambio, las células eucariontes

tienen un núcleo delimitado por la membrana nuclear. Estas sustancias contienen ácidos nucleicos, los cuales son el ácido ribonucleico (ARN) y el ácido desoxirribonucleico (ADN),

biomoléculas formadas por macropolímeros de nucleótidos, o polinucleótidos.

Cualquier ser vivo se parece a los individuos de su misma especie porque hereda de sus progenitores un conjunto de instrucciones o información genética, contenidas en los cromosomas de las células reproductoras que les dan origen. Los cromosomas son filamentos

formados por ADN y proteínas, visibles solo durante el proceso de la división celular.

Todo organismo, aun el más simple, contiene una enorme cantidad de información en la forma de ADN. En cada célula, el ADN se organiza en unidades de información llamadas genes, que en última instancia controlan todos los aspectos de la vida del organismo. Todas las células se obtienen de la división de células preexistentes. Cuando una célula se divide, la información contenida en el ADN debe duplicarse primero de manera precisa, y las copias se

transmiten después a cada célula hija mediante una serie compleja de procesos.

Todo tipo de información requiere de un lenguaje o código, en los cromosomas existen mensajes que determinan cada actividad celular; estos mensajes se encuentran en pequeños fragmentos

de cromosomas denominados genes.

La información en un gen está codificada (mediante el código genético) en la secuencia de bases (timina, adenina, citosina y guanina) a lo largo de la cadena de ADN, esta sucesión determina

la secuencia de aminoácidos en la cadena polipeptídica de la proteína especificada por un gen.

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Cromosomas eucariontes.

Un núcleo eucariótico contiene múltiples moléculas de ADN, cada una de las cuales se

empaca con proteínas. La asociación entre el ADN y las proteínas se denomina cromatina, la

cual está dispersa por el núcleo celular de los organismos eucariontes. Antes de que dé inicio

la división celular, el ADN se condensa y forma fibras cortas y gruesas, dando origen a los

estructuras llamadas cromosomas. Esta organización, que impide que las largas y

delgadas moléculas de ADN se enreden, es esencial para los procesos altamente

organizados mediante los cuales el ADN se distribuye durante la división celular.

Los cromosomas de una célula que va a iniciar su reproducción tienen su material genético

duplicado, por lo que están constituidos por dos unidades longitudinales llamadas cromátidas

hermanas, unidas por una estructura denominada centrómero. Las células haploides

(n) tienen un único juego de cromosomas, las células diploides (2n) tienen pares de

cromosomas homólogos (que contienen los mismos genes).

La mayoría de las células eucariontes tienen doscopias de su material genético, por lo que se les

llama diploides (2n). Este tipo de células tienen funciones especiales en los organismos; como parte de un tejido, por ejemplo, son parte de la piel o del riñón, pero no son reproductoras. Por lo tanto se les llama somáticas (del cuerpo) y pueden multiplicar su material genético y dividirse originando dos células iguales y con la misma cantidad de material

genético, estas células no participan en la formación de gametos. Cuando una célula diploide especial (germinal) se divide dos veces seguidas pero sólo duplica su material genético una vez, produce cuatro células haploides (n) con un solo juego de cromosomas.

Una célula de la piel humana, aunque tiene 46 cromosomas en total, no tiene 46 cromosomas totalmente diferentes, sino 23 tipos de cromosomas; cada uno presente en forma de un

par de homólogos (como se muestra en la imagen del cariotipo). La célula tiene dos copias del cromosoma 1, dos copias del cromosoma 2, y así sucesivamente, hasta llegar al

cromosoma 22. La célula tiene además dos cromosomas sexuales: dos cromosomas X o un cromosoma X y uno Y.

Por tanto, la célula de la piel tiene dos juegos de 23 cromosomas. La mayor parte de las células del cuerpo humano son diploides. Sin embargo, durante la reproducción sexual las células de los ovarios o de los testículos sufrenuna división celular meiótica para producir gametos

(espermatozoides u óvulos). Las células que contienen sólo un ejemplar de cada tipo de cromosoma se describen como haploides. El producto de la fusión de dos células haploides

es una célula diploide con dos copias de cada tipo de

cromosoma.

16 DESCRIBE LOS TIPOS DE REPRODUCCIÓN CELULAR Y DE LOS ORGANISMOS, PROCESOS QUE PERMITEN PERPETUAR LA VIDA

El número, la forma y el tamaño de los cromosomas (cariotipo) son característicos de cada especie, el cual no se relaciona con la complejidad del individuo, como se puede observar en el siguiente cuadro:

Número de cromosomas de diversas especies.

Organismo Número diploide de

Cromosomas 2n Pares de cromosomas homólogos n

Mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) 8 4

Gato (Felis silvestris catus) 38 19

Rata (Rattus rattus) 42 21

Liebre (Lepus europaeus) 46 23

Humano (Homo sapiens sapiens) 46 23

Paloma (Columbia livia) 80 40

Helecho (Ophioglussum reticulatum) 1260 630

Protozoario (Aulacantha scolymantha) 1600 800

Cromosoma procarionte.

Las células procarióticas (sin núcleo, como las bacterias) tienen un único cromosoma circular. Si bien en estas células la distribución del material genético es más simple, también debe ser muy precisa para que las células hijas sean genéticamente idénticas a laprogenitora. Además del ADN genómico, una pequeña cantidad de información genética puede encontrarse en la forma de fragmentos circulares menores de ADN, llamados plásmidos, que se duplican

de manera independiente respecto al ADN genómico. Los plásmidos bacterianos a menudo contienen genes que codifican enzimas catabólicas, intercambio genético, o resistencia a antibióticos.

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Lee los textos anteriores, observa los esquemas y responde lo que se te pide a

continuación:

¿Para qué se reproducen los seres vivos?

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¿Qué relación existe entre crecimiento y reproducción?

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¿Qué factores condicionan el éxito de la reproducción?

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Explica las diferencias que presenta el material genético de células procariontes y eucariontes.

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