La reproducción es un proceso biológico que permite la creación de nuevos organismos, siendo una característica común de todas las formas de vida conocidas. Las dos modalidades básicas de reproducción se agrupan en dos tipos, que reciben los nombres de asexual o vegetativa y de sexual o generativa.
Tipos de Reproducción
El proceso de la replicación de los seres vivos, llamado reproducción, es una de sus características más importantes. Crea organismos nuevos, que pueden reemplazar a los que se hayan dañado o muerto. Existen dos tipos básicos:
- Reproducción asexual
La reproducción asexual esta relacionada con el mecanismo de división mitótica. Se caracteriza por la presencia de un único progenitor, el que en parte o en su totalidad se divide y origina uno o más individuos con idéntica información genética. En este tipo de reproducción no intervienen células sexuales o gametas, y casi no existen diferencias entre los progenitores y sus descendientes, las ocasionales diferencias son causadas por mutaciones.2
En la reproducción asexual un solo organismo es capaz de originar otros individuos nuevos, que son copias exactas del progenitor desde el punto de vista genético. Un claro ejemplo de reproducción asexual es la división de las bacterias en dos células hijas, que son genéticamente idénticas. En general, es la formación de un nuevo individuo a partir de células maternas, sin que exista meiosis, formación de gametos o fecundación. No hay, por lo tanto, intercambio de material genético (ADN). El ser vivo progenitado respeta las características y cualidades de sus progenitores.
- Reproducción sexual
En la reproducción sexual la información genética de los descendientes está conformada por el aporte genético de ambos progenitores mediante la fusión de las células sexuales o gametas; es decir, la reproducción sexual es fuente de variabilidad genética.3
La reproducción sexual requiere la intervención de un cromosoma, genera tanto gametos masculinos como femeninos o dos individuos, siendo de sexos diferentes, o también hermafroditas. Los descendientes producidos como resultado de este proceso biológico, serán fruto de la combinación del ADN de ambos progenitores y, por tanto, serán genéticamente distintos a ellos. Esta forma de reproducción es la más frecuente en los organismos complejos. En este tipo de reproducción participan dos células haploides originadas por meiosis, los gametos, que se unirán durante la fecundación.
EL CICLO CELULAR La reproducción celular, o división celular, es un proceso que se lleva a cabo tanto en individuos unicelulares como pluricelulares. En los unicelulares permite la formación de descendientes, mientras que a los pluricelulares les permite crecer y reparar partes de sus tejidos que estén dañadas, desgastadas o lesionadas. Este proceso se presenta en la mayoría de las células que forman el cuerpo de los pluricelulares, excepto en las células sexuales. La vida de una célula se puede dividir en dos periodos que se presentan cíclicamente: La interfase, el periodo de crecimiento y duplicación de los cromosomas y la mitosis, el periodo cuando se presenta la división. La suma de estos dos procesos que se presentan repetidamente y en forma cíclica, se llama ciclo celular. Todas las células pasan por las mismas fases de la mitosis: profase, metafase, anafase y telofase. Observa las transformaciones que se llevan a cabo en cada una de ellas.
INTERFASE Es la etapa previa a la mitosis donde la célula se prepara para dividirse, en esta, los centríolo y la cromatina se duplican, aparecen los cromosomas los cuales se observan dobles. El primer proceso clave para que se de la división nuclear es que todas las cadenas de ADN se dupliquen (replicación del ADN); esto se da inmediatamente antes de que comience la división, en un período del ciclo celular llamado interfase, que es aquel momento de la vida celular en que ésta no se está dividiendo. Tras la replicación tendremos dos juegos de cadenas de ADN, por lo que la mitosis consistirá en separar esas cadenas y llevarlas a las células hijas. Para conseguir esto se da otro proceso crucial que es la conversión de la cromatina en cromosomas.
PROFASE
Es la etapa que inicia la mitosis, en ella ocurren los siguientes eventos: Comienza con la conversión de la cromatina en cromosomas por un proceso de espiralización de las cadenas (igual que si tenemos un alambre largo y lo convertimos en un muelle), seguiremos teniendo lo mismo, pero de forma diferente: las dos cadenas que son completamente idénticas (ya que una se ha formado por replicación de la otra) se espiralizan juntas originando las cromátidas del cromosoma. Se duplican los centríolos La membrana nuclear desaparece Cuando ya ha desaparecido la membrana nuclear, los centríolos migran hacia los polos (extremos) de la célula , apareciendo entre los dos pares de centríolos una serie de fibras de proteína dispuestas de polo a polo que reciben el nombre en conjunto de huso acromático . Los cromosomas ya formados se mueven y se unen a una fibra del huso por su centrómero (un sólo cromosoma por fibra) , de manera que las cromátidas migran hacia los polos de la célula. En la célula vegetal no existen centríolos y a veces no se ve el huso acromático.
METAFASE Es una fase breve en la que todos los cromosomas dobles se encuentran situados en el ecuador (parte media) de la célula, formando una figura muy característica llamada placa ecuatorial. Tras colocarse aquí comienza la siguiente fase.
ANAFASE
Las cromátidas se separan por el centrómero y se desplazan hacia los centríolos, al tiempo que van desapareciendo las fibras del huso. En este momento ya se ha repartido el material hereditario (las cadenas de ADN) de forma idéntica en dos partes. Ahora las cromátidas se llaman cromosomas. La anafase es la fase crucial de la mitosis, por que en ella se realiza la distribución de las dos copias de la información genética original.
TELOFASE
Es una profase al revés, se reconstruyen las membranas nucleares y reaparecen los nucléolos de las células hija. Los cromosomas se desorganizan para formar de nuevo la molécula de cromatina. Por último, la membrana celular empieza a separar los dos núcleos nuevos, finalizando el proceso de mitosis. En muchas células la mitosis suele ir acompañada de la citocinesis o separación de los citoplasmas de las células hija.
Los seres vivos están formados por mínimas unidades llamadas células. Todas las funciones químicas y fisiológicas básicas, por ejemplo, la reparación, el crecimiento, el movimiento, la inmunidad, la comunicación, y la digestión, ocurren al interior de la célula.
Los hombres de ciencia, solo pudieron realizar investigaciones en relación a ellas después del descubrimiento del microscopio.
Clasificación de los seres vivos
Según el número de células que los forman, los seres vivos se pueden clasificar en unicelulares y pluricelulares.
Unicelulares: Son todos aquellos organismos formados por una sola célula. En este grupo, los más representativos son los protozoos -ameba, paramecio, euglena-, que sólo pueden observarse con un microscopio.
Pluricelulares: Son todos aquellos organismos formados por más de una célula. Existe gran variedad de ellos, tales como los vertebrados (aves, mamíferos, anfibios, peces, reptiles) y los invertebrados (arácnidos, insectos, moluscos, etc.).
En los vegetales, podemos tomar como ejemplos a las plantas con flores (angiosperma), sin flores típicas (gimnospermas), musgos, hongos, etcétera.
Modelo de célula
Los organismos pluricelulares presentan una determinada organización de sus células, en distintos niveles, que son:
Célula: mínima unidad que forma parte de un ser vivo. Tejido: conjunto de células que tienen características y funciones similares y con un mismo origen. Órgano: conjunto de tejidos unidos y coordinados para cumplir una función específica. Por ejemplo: pulmón, corazón, estómago, etcétera. En el caso de los vegetales, son considerados órganos: la raíz, las semillas, las hojas, las flor, etcétera. Sistemas: resultado de la unión de varios órganos, los cuales funcionan de una forma coordinada para desempeñar un rol determinado. Por ejemplo: se habla de Sistema Digestivo, Renal, Circulatorio, Nervioso, Reproductor, etcétera. Organismo: es un ser vivo formado por un conjunto de sistemas, que trabajan armónicamente. Existen seres vivos que no tienen órganos o sistemas estructurados, pero poseen una organización sencilla, esto les permite un buen desarrollo. Si un órgano se daña o altera provoca una desorganización del ser vivo.
Las tres partes básicas de toda célula son: la membrana plasmática, el citoplasma, y el núcleo.
Membrana Celular o plasmática
La membrana celular o plasmática
La membrana celular se caracteriza porque:
Rodea a toda la célula y mantiene su integridad.
Está compuesta por dos sustancias orgánicas: proteínas y lípidos, específicamente fosfolípidos.
Los fosfolípidos están dispuestos formando una doble capa (bicapa lipídica), donde se encuentran sumergidas las proteínas.
Es una estructura dinámica.
Es una membrana semipermeable o selectiva, esto indica que sólo pasan algunas sustancias (moléculas) a través de ella.
Tiene la capacidad de modificarse y en este proceso forma poros y canales
Funciones de la membrana celular
Regula el paso de sustancias hacia el interior de la célula y viceversa. Esto quiere decir que incorpora nutrientes al interior de la célula y permite el paso de desechos hacia el exterior.
Como estructura dinámica, permite el paso de ciertas sustancias e impide el paso de otras.
Aísla y protege a la célula del ambiente externo
Ver: PSU: Biología, Pregunta 03_2005
El citoplasma
Se caracteriza porque:
Es una estructura celular que se ubica entre la membrana celular y el núcleo.
Contiene un conjunto de estructuras muy pequeñas, llamadas organelos celulares.
Está constituido por una sustancia semilíquida.
Químicamente, está formado por agua, y en él se encuentran en suspensión, o disueltas, distintas sustancias como proteínas, enzimas, líquidos, hidratos de carbono, sales minerales, etcétera.
Funciones del citoplasma
Nutritiva. Al citoplasma se incorporan una serie de sustancias, que van a ser transformadas o desintegradas para liberar energía.
De almacenamiento. En el citoplasma se almacenan ciertas sustancias de reserva.
Estructural. El citoplasma es el soporte que da forma a la célula y es la base de sus movimientos.
Los organelos celulares
Son pequeñas estructuras intracelulares, delimitadas por una o dos membranas. Cada una de ellas realiza una determinada función, permitiendo la vida de la célula. Por la función que cumple cada organelo, la gran mayoría se encuentra en todas las células, a excepción de algunos, que solo están presentes en ciertas células de determinados organismos.
Mitocondria
Mitocondrias: en los organismos heterótrofos, las mitocondrias son fundamentales para la obtención de la energía. Son organelos de forma elíptica, están delimitados por dos membranas, una externa y lisa, y otra interna, que presenta pliegues, capaces de aumentar la superficie en el interior de la mitocondria. Poseen su propio material genético llamado DNA mitocondrial.
La función de la mitocondria es producir la mayor cantidad de energía útil para el trabajo que debe realizar la célula. Con ese fin, utiliza la energía contenida en ciertas moléculas. Por ejemplo, tenemos el caso de la glucosa. Esta molécula se transforma primero en el citoplasma y posteriormente en el interior de la mitocondria, hasta CO2 (anhídrido carbónico), H2O (agua) y energía. Esta energía no es ocupada directamente, sino que se almacena en una molécula especial llamada ATP (adenosin trifosfato).
El ATP se difunde hacia el citoplasma para ser ocupado en las distintas reacciones en las cuales se requiere de energía. Al liberar la energía, el ATP queda como ADP (adenosin difosfato), el cual vuelve a la mitocondria para transformarse nuevamente en ATP.
La formación del ATP puede representarse mediante la siguiente reacción química:
Energía
ADP + P + ----------------> ATP (P = fosfato)
Esta reacción permite almacenar la energía.
En tanto, el proceso inverso, de liberación de energía, es:
ATP ----------------> ADP + P + Energía
Cloroplasto
Cloroplastos: son organelos que se encuentran sólo en células que están formando a las plantas y algas verdes. Son más grandes que las mitocondrias y están rodeados por dos membranas una externa y otra interna.
Poseen su propio material genético llamado DNA plastidial, y en su interior se encuentra la clorofila (pigmento verde) y otros pigmentos. Los cloroplastos son los organelos fundamentales en los organismos autótrofos, es decir, aquellos capaces de fabricar su propio alimento.
En ellos ocurre la fotosíntesis. Para que esta se realice, se requiere de CO2, agua y energía solar, sustancias con las cuales la planta fabrica glucosa. Esta molécula le sirve de alimento al vegetal y a otros seres vivos.
Así se forma, también, el oxígeno que pasa hacia la atmósfera.
Ribosomas: son pequeños corpúsculos, que se encuentran libres en el citoplasma, como gránulos independientes, o formando grupos, constituyendo polirribosomas. También, pueden estar asociados a la pared externa de otro organelo celular, llamado retículo endoplasmático rugoso. En los ribosomas tiene lugar la síntesis de proteínas, cuyo fin es construir el cuerpo celular, regular ciertas actividades metabólicas, etcétera.
Retículo endoplasmático
Retículo endoplasmático: corresponde a un conjunto de canales y sacos aplanados, que ocupan una gran porción del citoplasma.
Están formados por membranas muy delgadas y comunican el núcleo celular con el medio extracelular -o medio externo-.
Existen dos tipos de retículo. Uno es el llamado rugoso, en la superficie externa de su membrana van adosados ribosomas.
Su función consiste en transportar proteínas que fueron sintetizadas por los ribosomas y, además, algunas proteínas que forman parte de ciertas membranas de distintas estructuras de la célula.
El otro tipo es el liso. Carece de ribosomas y está asociado a ciertas reacciones relacionadas con la producción de sustancias de naturaleza lipídica -lípidos o grasas-.
Aparato de Golgi
Aparato de Golgi: está delimitado por una sola membrana y formado por una serie de sacos membranosos aplanados y apilados uno sobre otro. Alrededor de estos sacos, hay una serie de bolsitas membranosas llamadas vesículas. El aparato de Golgi existe en las células vegetales -dictiosoma- y animales. Actúa muy estrechamente con el retículo endoplasmático rugoso. Es el encargado de distribuir las proteínas fabricadas en este último, ya sea dentro o fuera de la célula. Además, adiciona cierta señal química a las proteínas, que determina el destino final de éstas. Lisosomas: es un organelo pequeño, de forma esférica y rodeado por una sola membrana. En su interior, contiene ciertas sustancias químicas llamadas enzimas -que permiten sintetizar o degradar otras sustancias-. Los lisosomas están directamente asociados a los procesos de digestión intracelular. Esto significa que, gracias a las enzimas que están en el interior, se puede degradar proteínas, lípidos, hidratos de carbono, etcétera. En condiciones normales, los lisosomas degradan membranas y organelos, que han dejado de funcionar en la célula. Centríolos: están presentes en las células animales. En la gran mayoría de las células vegetales no existen. Conformados por un grupo de nueve túbulos ordenados en círculos, participan directamente en el proceso de división o reproducción celular, llamado mitosis. Vacuolas: son vesículas o bolsas membranosas, presentes en la célula animal y vegetal; en ésta última son más numerosas y más grandes. Su función es la de almacenar -temporalmente- alimentos, agua, desechos y otros materiales.
El núcleo
Es fundamental aclarar que existen células que tienen un núcleo bien definido y separado del citoplasma, a través de una membrana llamada membrana doble nuclear o carioteca. A estas células con núcleo verdadero, se les denomina células eucariontes.
Hay otras células -en las bacterias y en ciertas algas unicelulares- que no tienen un núcleo definido ni determinado por una membrana. Esto indica que los componentes nucleares están mezclados con el citoplasma. Este tipo de células se denominan procariontes.
En la célula eucarionte el núcleo se caracteriza por:
Ser voluminoso.
Ocupar una posición central en la célula.
Estar delimitado por la membrana carioteca. Ésta presenta poros definidos, que permiten el intercambio de moléculas entre el núcleo y el citoplasma.
En el interior del núcleo se pueden encontrar:
Núcleo plasma o jugo nuclear.
Nucléolo: cuerpo esférico, formado por proteínas, ácido desoxi-ribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN), ambos compuestos orgánicos.
El nucléolo tiene la información para fabricar las proteínas.
Material genético: está organizado en verdaderas hebras llamadas cromatinas, formadas por ADN. Cuando la célula se reproduce, la cromatina se condensa y forma unas estructuras llamadas cromosomas, donde está contenida toda la información genética propia de cada ser vivo.
La función del núcleo es dirigir la actividad celular, es decir, regula el funcionamiento de todos los organelos celulares.
La reproducción asexual esta relacionada con el mecanismo de división mitótica. Se caracteriza por la presencia de un único progenitor, el que en parte o en su totalidad se divide y origina uno o más individuos con idéntica información genética. En este tipo de reproducción no intervienen células sexuales o gametas, y casi no existen diferencias entre los progenitores y sus descendientes, las ocasionales diferencias son causadas por mutaciones.2
En la reproducción sexual la información genética de los descendientes está conformada por el aporte genético de ambos progenitores mediante la fusión de las células sexuales o gametas; es decir, la reproducción sexual es fuente de variabilidad genética.3
