Niveles de organización

de la materia

Preuniversitario Popular Víctor Jara

Tutor: Mitchell Comte C. (IV Enfermería USACH)

Edición: 2016

Objetivos:

- Reconocer los distintos niveles jerárquicos de

organización biológica.

- Identificar los elementos, moléculas y macromoléculas

que constituyen la materia viva.

- Comprender la conjugación de los distintos

componentes que conforman un nivel de organización

biológica y que lo diferencia del resto.

Introducción

La infinidad de formas que puede tomar la vida no es una

simple coincidencia, es más bien un sistema de

organización de estructuras microscópicas y

macroscópicas que en la búsqueda de estabilizarse con el

medio dan origen a lo que llamamos naturaleza.

Los átomos o elementos químicos son los que ocupan el

nivel jerárquico más bajo de la materia viva, siendo los

átomos de Carbono (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O) y

Nitrógeno (N) los principales constituyentes, también

conocidos como bioelementos primarios o elementos

biogénicos.

Propiedades emergentes: Se define como propiedademergente a aquella propiedad o atributo que surge comoresultado de la interacción de todos sus componentes y queno se reconoce en las propiedades de sus componentessingulares.

Antes de seguir…

Nivel de organización microscópico

Microscopía básica

Tipos de microscopía

Microscopios

Óptico Transmisión Barrido

Microscopio óptico (MO)

El microscopio óptico (MO) permite aumentar las imágenes de las

células hasta mil veces su tamaño, y tener acceso a detalles hasta de

0,2 micrómetros (limitación impuesta por la naturaleza de la luz).

Microscopio electrónico de transmisión (MET)

El microscopio electrónico de transmisión (MET) en principio es

similar a un microscopio óptico, aunque emplea un haz de

electrones en lugar de un haz de luz y bobinas magnéticas para

focalizar el haz en lugar de lentes de cristal. El MET proporciona un

aumento útil hasta de un millón de veces y con muestras biológicas

ofrece una resolución de aproximadamente 2 nanómetros.

Microscopio electrónico de barrido (MEB)

En el microscopio electrónico de barrido (MEB) la muestra, cubierta

con una película muy delgada de metal pesado, es barrida por un

haz de electrones dirigidos a un foco por bobinas

electromagnéticas. El MEB crea imágenes tridimensionales y una

resolución de entre 3 y 20 nanómetros.

Submúltiplos del metro

Base Submúltiplos

Metro Decímetro Centímetros Milímetros Micrómetro

m dm cm mm µm

1m 0,1m 0,01m 0,001m 0,000001m

10 ^ 0 10 ^ -1 10 ^ -2 10 ^ -3 10 ^ -6

Submúltiplos

Nanómetro Angstrom Picómetro

nm Å pm

0,000000001m 0,0000000001m 0,000000000001m

10 ^ -9 10 ^ -10 10 ^ -12

Átomo

El nivel químico es el nivel de

organización más básico, incluye átomos

y moléculas. Un átomo es la unidad más

pequeña de un elemento químico que

mantiene las propiedades características

de este elemento. Las propiedades

emergentes de un átomo son aquellas

que lo describen y explican su

comportamiento. Así por ejemplo el Flúor

es el elemento más electronegativo de la

tabla periódica

Molécula

Los átomos se combinan químicamente para formar moléculas. Dos

átomos de hidrógeno se combinan con un átomo de oxígeno para formar

una molécula de agua. Aunque esté compuesta de dos tipos de átomos

que son gases, el agua es un líquido con propiedades muy diferentes.

Así, una molécula de agua tiene propiedades no comparables con la

suma de las propiedades de sus átomos constitutivos hidrógeno y

oxígeno.

Moléculas formadas

por átomos iguales.

Moléculas formadas

por átomos distintos.

Macromolécula

Las macromoléculas son asociaciones de moléculas, que en conjunto

forman una estructura mucho más compleja. Es importante destacar las

macromoléculas de importancia biológica: carbohidratos, proteínas,

lípidos y ácidos nucleicos. Éstas son capaces de cumplir múltiples

funciones esenciales para la célula. Un ejemplo claro de ello es la función

energética que caracteriza a los carbohidratos, o la función de aislantes y

reserva asociada a los lípidos.

Proteína Carbohidrato Lípido

Proteínas

Lípidos Carbohidratos

Agregado macromolecular (Supramolecular)

La interacción entre distintas moléculas en diversas matrices ha

configurado este nivel biológico, claramente superior a una

macromolécula, pero inferior a un ser vivo o a una célula. Existen dos

ejemplos claros de este concepto: por un lado tenemos a la membrana

plasmática, la cual se compone principalmente de fosfolípidos y

proteínas, y por otra parte tenemos a los ribosomas, orgánulos

formados por ARN ribosomal y proteínas.

Ribosoma

Cromosoma

Virus

Organelo

Se denomina orgánulos a las diferentes estructuras contenidas en

el citoplasma de las células, principalmente las eucariotas, que tienen

una forma determinada. Existen muchos tipos de organelos celulares y

cada uno de ellos cumple una o varias funciones dentro de la célula.

Mitocondria

Núcleo

Cloroplasto

Célula

La vida se caracteriza por una serie de propiedades que emergen en el

nivel de organización celular. Llegamos a la primera forma de vida

reconocible por sus propiedades emergentes como:

- Poseer una maquinaria metabólica, que le permite realizar los

procesos vitales de desarrollo, crecimiento y reproducción.

- Poseer un centro de almacenamiento de la información genética

(DNA), y control de los procesos vitales (mecanismos de regulación

de la expresión génica).

- Poseer una membrana plasmática, que delimita al citoplasma, y cuya

función principal es regular el intercambio de sustancias entre la célula y

el exterior, manteniendo el medio intracelular constante dentro de ciertos

límites permisibles, (mecanismo de permeabilidad selectiva).

Neuronas Adipocitos

Hepatocitos Enterocitos

No olvidemos a las Bacterias…

Tejidos

Cuando los grupos de células se especializan a tal punto de

diferenciarse en forma y función de otros grupos celulares, hablamos

de tejidos. Los tejidos que forman un órgano tienen un mismo origen

embrionario y su composición molecular y tisular está estrechamente

asociada a la función que tiene que cumplir en el organismo

pluricelular.

Órgano

En organismos más complejos, los tejidos se organizan en estructuras

funcionales denominadas órganos, como el corazón, el estómago en

animales, y raíces y hojas en plantas.

Sistema de órganos

Se define sistema como un conjunto de órganos y estructuras análogas,

que trabajan en conjunto, para cumplir múltiples funciones.

Por ejemplo, el sistema cardiovascular, está formado por órganos y

estructuras como el corazón, sangre y vasos sanguíneos; mientras que

el sistema óseo está compuesto por un tipo de tejido conectivo o

conjuntivo especializado que forma los huesos.

Organismo

Funcionando conjuntamente y con gran precisión, los sistemas

constituyen un organismo complejo multicelular. Es un conjunto de

estructuras ya descritas, como átomos, moléculas y millones de células

que conforman distintos sistemas de relación con el exterior, lo que

hace posible la recepción de estímulos, responder ante ellos y

mantener la homeostasis o el equilibrio necesario para el normal

funcionamiento de toda esta gran maquinaria biológica.

En taxonomía, especie o más exactamente especie biológica, es la

unidad básica de la clasificación biológica. Una especie se define a

menudo como el conjunto de organismos o poblaciones naturales

capaces de entrecruzarse y de producir descendencia fértil, pero no

pueden hacerlo con los miembros de poblaciones pertenecientes a otras

especies.

Concepto de “Especie”

Población

La interacción entre dos o más organismos de la misma especie

construye un nivel jerárquico superior donde las propiedades

emergentes ya no son las propiedades del individuo si no las de un

conjunto de organismos que al ser de la misma especie forman una

población.

Dos organismos no forman parte de una población si no se encuentran

en la misma zona geográfica y en el mismo tiempo, es decir, es

necesario que formen parte del mismo espacio y que haya interacción,

por eso se dice que son simpátricos cuando son capaces de

encontrarse entre ellos.

Comunidad

Grupo de organismos de distinta especie que habitan en un mismo

tiempo (contemporáneos) y lugar (simpátricos).

Una comunidad puede estar compuesta de cientos de tipos diferentes de

organismos, ya que las poblaciones dentro de la comunidad evolucionan,

es decir, la comunidad cambia.

Ecosistema

Una comunidad (componente biótico) junto con su entorno inanimado, o

biotopo (componente abiótico), es un ecosistema. Un ecosistema puede

ser tan pequeño como un pozo de agua estancada o tan amplio como un

bosque siempre verde o las dunas costeras.

Medio Biótico

(Biocenosis)

Medio Abiótico

(Biotopo) Ecosistema

Bioma

Avanzando por los distintos niveles jerárquicos, llegamos al Bioma, que

corresponde a un conjunto de ecosistemas de una zona biogeográfica

en la que se comparten características como el clima, la flora, fauna,

latitud y precipitaciones. Ejemplos de biomas pueden ser: Selva

tropical, Sabana, Estepa, Bosque templado, Tundra, entre otros.

Biósfera

Todos los ecosistemas de la tierra conforman la biósfera. La biósfera

incluye todas las partes de la tierra que están habitadas por

organismos vivos: la atmósfera, la hidrósfera y la litósfera (corteza

terrestre). Es el conjunto de seres vivos que habitan el planeta Tierra y

sus interacciones.

¿Preguntas?

1. Entre los niveles de organización de los seres vivos,es correcto afirmar que el nivel que estáincorporado en los otros cuatro es el indicado con elnúmero

A) 1.B) 2.C) 3.D) 4.E) 5.

3. Indique cuál de las siguientes afirmaciones esverdadera.

A) Corazón, cerebro y útero corresponden a nivel deorganización denominado tejido.B) Los virus son la forma más sencilla de vida.C) Los hongos están formados por célulasprocariontes.D) Un organismo unicelular puede estar formado poruna célula procarionte o eucarionte.E) Solo los eucariontes evolucionan.

5. ¿Cuál de las siguientes entidades ecológicasincluye a las otras cuatro?

a) Población.b) Especie biológica.c) Medio abiótico.d) Comunidad biótica.e) Ecosistema.

Gracias