Fundamentos de Biología: Células, Energía y Origen de la Vida

Teoría Celular

La teoría celular postula que la célula es la unidad estructural fundamental de todos los seres vivos. Fue formulada por Schleiden y Schwann.

Orígenes de la Vida

Existen diversas hipótesis sobre el origen de la vida:

• Creacionismo: Sostiene que toda la vida proviene de un acto divino o de un mismo Dios.
• Panspermia: Propone que el origen de la vida en la Tierra es de procedencia extraterrestre.

Otras ideas relacionadas con el origen y la evolución incluyen el Big Bang y la generación espontánea.

Transporte a Través de la Membrana Celular

Las células regulan el paso de sustancias a través de su membrana plasmática mediante diferentes mecanismos:

Transporte Pasivo

No requiere gasto de energía por parte de la célula.

• Difusión: Movimiento de moléculas desde un área de alta concentración a una de baja concentración.
  • Difusión Simple: Ocurre directamente a través de la membrana plasmática.
  • Difusión Facilitada: Requiere la participación de proteínas de membrana.
• Ósmosis: Movimiento del agua a través de una membrana semipermeable, desde una región de mayor concentración de agua (menor concentración de solutos) a una de menor concentración de agua (mayor concentración de solutos).
  • Se estudian soluciones hipotónicas, hipertónicas e isotónicas en relación con el medio celular.

Transporte Activo

Requiere energía (generalmente en forma de ATP) para mover sustancias a través de la membrana, especialmente cuando se mueven en contra de su gradiente de concentración.

• Bomba de Iones: Utiliza energía para transportar iones a través de la membrana.
• Endocitosis y Exocitosis: Procesos que implican la deformación de la membrana celular para incorporar (endocitosis) o expulsar (exocitosis) grandes moléculas o partículas.
  • Fagocitosis: Proceso por el cual ciertas células y organismos unicelulares capturan y digieren partículas sólidas, como alimento o patógenos.
  • Pinocitosis: Proceso por el cual la célula ingiere líquidos y solutos disueltos del exterior.

Bioenergética y Termodinámica

La bioenergética es la disciplina científica que estudia las transformaciones de la energía, su transferencia y los mecanismos reguladores asociados en los seres vivos.

Conceptos Clave en Bioenergética

• Energía: Capacidad para realizar un trabajo.
• Caloría: Unidad de energía térmica, definida como la cantidad de calor necesaria para elevar 1°C la temperatura de 1 gramo de agua.
• Calor: Energía que se manifiesta por un aumento de temperatura y procede de la transformación de otras energías.
• Temperatura: Grado o nivel térmico de un cuerpo o de la atmósfera.
• Entropía: Magnitud termodinámica que indica el grado de desorden molecular de un sistema.
• Entalpía: Cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno.
• Termodinámica: Estudio de los cambios en la energía que acompañan a los fenómenos del universo.

Leyes de la Termodinámica Aplicadas a la Biología

• Primera Ley de la Termodinámica: "La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma".
• Segunda Ley de la Termodinámica: "La cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse con el tiempo".