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¿Son los componentes químicos de los fluidos corporales humanos similares al agua de mar?

¿Son los componentes químicos de los fluidos corporales humanos similares al agua de mar?


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He escuchado una comparación de los fluidos corporales humanos con el agua de mar de varias fuentes en el pasado. El más notable fue un maestro que afirmó, si mal no recuerdo, el líquido embrionario es comparable en contenido químico al agua de mar. Me pregunto si esta afirmación tiene alguna base científica. Si no es así, ¿hay otro fluido corporal conocido por esta característica? Intenté hacer algunas búsquedas en Google y no encontré ninguna evidencia de apoyo. Si esto es un mito, ¿alguien más ha escuchado tal afirmación y cómo pudo haber comenzado?


Consideremos solo las sales minerales, ya que obviamente el agua de mar no contiene proteínas o células animales, y (afortunadamente) nuestros cuerpos no contienen fagos, microalgas, etc.

El agua de mar es muy salada; en promedio alrededor de 0.5 mol / L de NaCl (la sal principal disuelta en agua de mar).

Por otro lado, los fluidos biológicos humanos como el plasma y el espacio intracelular son por lo menos 2-3 veces más diluido.

A menos que algunos otros fluidos corporales humanos sean excepcionalmente salados, parece que hay una diferencia bastante grande y no es muy exacto decir que los fluidos corporales y el agua de mar tienen composiciones químicas similares.

No hay muchos fluidos que estén muy cerca de los fluidos corporales en términos de composición. La cultura popular cuenta la historia de las transfusiones de agua de coco de emergencia durante la Segunda Guerra Mundial, pero eso no está respaldado por la literatura médica; aunque más recientemente, en casos excepcionales de emergencia, se ha informado que es posible a corto plazo solución debido a la similitud de osmolaridad entre el plasma y el agua de coco.


Las lágrimas de cocodrilo son notablemente similares a las de los humanos.

Crédito: Pikist.

La frase & # 8216 lágrimas de cocodrilo & # 8217 se usa a menudo para denotar falsas lágrimas de dolor, pero, literalmente, las lágrimas de cocodrilo son sorprendentemente similares a las nuestras en términos de composición química. Dado que los cocodrilos no han cambiado tanto durante millones de años, estos nuevos hallazgos podrían proporcionar información sobre cómo evolucionó el ojo y conducir a nuevos tratamientos para las enfermedades oculares.

La mayoría de los estudios anteriores que analizaron la composición química de las lágrimas en animales no humanos tendían a centrarse en otros mamíferos, como perros, caballos o monos. Sin embargo, hace poco tiempo que los investigadores en Brasil analizaron las lágrimas de reptiles y aves por primera vez.

Los investigadores recolectaron lágrimas de siete especies (lechuzas comunes, guacamayos azules y amarillos, halcones de carretera, caimanes de hocico ancho y tortugas bobas, carey y tortugas marinas verdes) de los conductos lagrimales u otras glándulas similares.

Las lágrimas cumplen una función importante para mantener los ojos sanos. Por lo general, están hechos de moco, aceite y agua, que se unen para cubrir el ojo, lo que evita que se seque y proporciona proteínas y minerales cruciales. Las lágrimas también previenen las infecciones y lubrican el ojo, limpiando los escombros. En los seres humanos, las lágrimas también son una expresión de poderosos estados emocionales.

Aunque no se sabe que ningún otro animal llore, el nuevo estudio muestra que, al menos químicamente hablando, las lágrimas humanas no son tan diferentes de las de los reptiles como los caimanes.

Los veterinarios de la Universidad Federal de Bahía de Brasil analizaron las lágrimas de 7 especies de caimanes de los centros de conservación locales, instalaciones de cuidado de animales y criadores comerciales.

Usando kits de prueba especiales, los investigadores midieron las cantidades de electrolitos y proteínas en los reptiles y # 8217 lágrimas.

Sorprendentemente, las aves, los reptiles y los mamíferos tenían una composición muy similar de sus lágrimas, a pesar de que había una gran variación en las estructuras que producen sus lágrimas para cada especie.

& # 8220Había más proteína total y urea en las lágrimas de búho y tortuga marina, respectivamente, que en los otros animales probados. El balance de electrolitos fue similar para todas las especies, con más sodio, cloruro y hierro, ”escribieron los autores del estudio.

& # 8220 El balance iónico de los fluidos lagrimales de aves y reptiles fue similar al de los humanos, con valores más altos de sodio y cloruro. Sin embargo, una composición similar de lágrimas no influyó en la morfología del cristal. La clasificación de cristalización sugirió que los grados y tipos más altos se deben a los diferentes microelementos presentes en las lágrimas de las especies silvestres, & # 8221, agregaron.

Eso no quiere decir que las lágrimas fueran idénticas. Las lágrimas humanas tenían niveles más altos de proteína en comparación con otras especies, en promedio, ofreciendo una mayor estabilidad de la superficie ocular. Los caimanes y los búhos tienen concentraciones aún más altas de proteínas, probablemente porque ambas especies tienen ojos muy grandes y rara vez parpadean. Las personas parpadean cada 10-12 segundos, mientras que los caimanes pueden mantener los ojos abiertos sin parpadear ni una vez durante un máximo de dos horas.

Ejemplos de patrones de cristalización de lágrimas en animales salvajes, clasificados según las escalas de Rolando y Masmali. (A) Ara ararauna—Tipo I (Rolando) y grado 0 (Masmali) con patrón de cristalización uniforme y sin espacios entre ramas. Crédito: Fronteras en Ciencias Veterinarias.

Los médicos a menudo observan las lágrimas secas bajo el microscopio para diagnosticar enfermedades oculares. Cuando los investigadores brasileños analizaron los patrones de cristalización de lágrimas sólidas, esta vez encontraron evidencia de mucha más variación en los cristales de lágrimas entre especies que en la propia composición de lágrimas. Las tortugas marinas y los caimanes fueron particularmente únicos, lo que probablemente se deba a sus adaptaciones a los ambientes acuáticos.

Según los nuevos hallazgos publicados en la revista Fronteras en la ciencia veterinaria, el entorno circundante tiene un impacto importante en la composición de las lágrimas. Debido a que las lágrimas son los fluidos del cuerpo más expuestos al mundo exterior, su composición se modificará fácilmente cuando el medio ambiente se vea alterado, como por la contaminación. Esto puede tener un efecto perjudicial sobre la salud ocular.

En el futuro, los investigadores planean analizar las lágrimas de más especies, así como descubrir nuevos hallazgos que pueden traducirse en nuevos tratamientos para problemas oculares tanto en humanos como en animales.


Tipos de fluidos en el cuerpo humano

Los siguientes puntos destacan los dos tipos de fluidos en el cuerpo humano. Los tipos son: 1. Líquido intracelular 2. Líquido extracelular.

Escribe # 1. Líquido intracelular (ICF):

El fluido de cada célula contiene su mezcla individual de diferentes componentes, pero las concentraciones de estas sustancias son similares de una célula a otra. La composición de los fluidos celulares es notable, similar incluso en diferentes animales, desde los microorganismos hasta los humanos.

Constituyentes importantes del líquido intracelular:

El líquido intracelular contiene grandes cantidades de iones y proteínas de potasio y fosfato. Contiene cantidades moderadas de iones de magnesio y sulfato. El líquido intracelular contiene solo pequeñas cantidades de iones de sodio y cloruro y casi no contiene iones de calcio.

Tipo # 2. Líquido extracelular (ECF):

El líquido extracelular incluye lo siguiente:

(i) Líquido intersticial (= líquido tisular):

Está presente entre los tejidos. El líquido intersticial se parece al agua de mar.

(iv) Líquido cefalorraquídeo (LCR):

Está presente dentro de los ventrículos del cerebro, el canal central de la médula espinal y en el espacio subaracnoideo alrededor del cerebro y la médula espinal.

Este líquido se encuentra en el globo ocular, por ejemplo, humor acuoso y humor vítreo.

El líquido intrapleural, el líquido pericárdico y el líquido peritoneal son ejemplos de líquido seroso.

Está presente en las articulaciones.

Los jugos digestivos son ejemplos de líquido digestivo.

(ix) Líquido en el tracto urinario:

Este líquido está presente en el tracto del sistema excretor.

Constituyentes importantes del líquido extracelular:

El líquido extracelular contiene grandes cantidades de iones de sodio y cloruro, cantidades razonablemente grandes de iones de bicarbonato, pero solo están presentes pequeñas cantidades de iones de potasio, calcio, magnesio, fosfato y ácidos orgánicos.

La composición del líquido extracelular está cuidadosamente regulada por varios mecanismos, pero especialmente por los riñones. Esto permite que las células permanezcan continuamente bañadas en un líquido que contiene la concentración adecuada de electrolitos y nutrientes para el correcto funcionamiento de las células.

Es un tipo especializado de líquido extracelular. El fluido transcelular se encuentra en una cantidad relativamente pequeña. Ejemplos: líquido cefalorraquídeo, líquido intraocular, líquido sinovial, etc.


Cómo convertir agua de mar en agua potable

Convertir agua de mar en agua potable requiere la eliminación de la sal disuelta que, según el Servicio Geológico de EE. UU., Constituye aproximadamente 35.000 partes por millón (ppm) de la composición química del agua de mar. Eliminar la sal del agua de mar, o la desalinización, a gran escala es extremadamente costoso, pero crear suficiente agua pura a partir del agua de mar para uso personal es sorprendentemente barato y fácil, y enciende la energía del sol para evaporar y purificar el agua.

Encuentre un pequeño pedazo de tierra que esté completamente expuesto al sol y excave y use una pala para cavar un hoyo de aproximadamente dos pies de profundidad por tres pies de ancho.

Cubra el agujero con una lona de plástico.

Coloque una taza o tazón pesado en la parte inferior central del agujero y llene el agujero alrededor de la taza / tazón con agua de mar, asegurándose de que el agua de mar no suba más alto que la parte superior de la taza / tazón.

Cubra el agujero con una lona de plástico y fíjelo al suelo alrededor del agujero con piedras, luego coloque una pequeña piedra en el centro de la lona directamente sobre la taza / tazón.

Espera a que el sol evapore el agua del mar. El sol evapora el agua del mar y el agua dulce crea un condensado en la parte inferior de la lona superior, que corre a lo largo del plástico hasta donde la pequeña roca crea una inmersión sobre la taza / cuenco. El agua condensada fresca gotea en la taza / tazón en el punto más bajo de la lona superior, es decir, en el punto donde la pequeña piedra hace que la lona se sumerja hacia la taza / tazón de recolección.

Después de varias horas, retire la lona superior, luego retire la taza / tazón de recolección del centro del orificio junto con el agua potable fresca en el interior.


Linfa: definición, composición y funciones | Humano

La linfa es un tejido conectivo móvil que comprende plasma linfático (líquido) y corpúsculos linfáticos (células).

Composición de la linfa:

Es similar al de la sangre pero tiene menos proteínas sanguíneas, menos calcio y fósforo y una alta concentración de glucosa. Están presentes principalmente proteínas de globulina que en realidad son anticuerpos. Otros componentes del plasma linfático son muy parecidos a los del plasma sanguíneo, es decir, sustancias orgánicas, inorgánicas, agua, etc.

Se trata de células ameboides flotantes, los leucocitos (glóbulos blancos), que en su mayoría son linfocitos. Los eritrocitos (glóbulos rojos) y la placa y los shylets están ausentes en la linfa.

Los órganos que secretan linfa se denominan órganos linfoides. Además, los ganglios linfáticos, las amígdalas, el timo, el bazo y las placas de Peyer son los otros órganos linfoides. El bazo es la masa más grande de tejido linfático del cuerpo.

Funciones de la linfa:

1. La linfa actúa como un "intermediario" que transporta oxígeno, materiales alimenticios, hormonas, etc., a las células del cuerpo y lleva dióxido de carbono y otros desechos metabólicos, de las células del cuerpo a la sangre y finalmente lo vierte en las venas. sistema.

2. La linfa mantiene húmedas las células del cuerpo.

3. Los ganglios linfáticos producen linfocitos. La linfa transporta linfocitos y anticuerpos de los ganglios linfáticos a la sangre.

4. Destruye los microorganismos invasores y las partículas extrañas en los ganglios linfáticos.

5. Absorbe y transporta grasas y vitaminas liposolubles desde el intestino. Los capilares linfáticos presentes en las vellosidades intestinales se denominan lácteos y están asociados con la absorción, la timidez y el transporte de grasas y vitaminas liposolubles.

6. Lleva a la sangre macromoléculas de proteínas plasmáticas sintetizadas en las células del hígado y hormonas producidas en las glándulas endocrinas. Estas moléculas no pueden pasar a los capilares sanguíneos estrechos, pero pueden difundirse a los capilares linfáticos.

7. La linfa mantiene el volumen de sangre. Tan pronto como el volumen de sangre se reduce en el sistema vascular sanguíneo, la linfa corre del sistema linfático al sistema vascular sanguíneo.


Biología

La vida tal como la conocemos es una empresa maravillosamente diversa. Los organismos transmiten rasgos de padres a hijos, funcionan en un entorno variado y cambiante y llevan a cabo una miríada de procesos bioquímicos complejos. Comprender los principios de la biología ayuda a dar contexto y claridad a cuestiones científicas y sociales más amplias. Nuestros módulos de aprendizaje de biología revelan el estado actual de la comprensión científica sobre temas como la estructura y función celular, genética, taxonomía, evolución por selección natural y más.

De las 18 especies conocidas de pingüinos, la mayoría vive en regiones templadas y tropicales del hemisferio sur. Solo 5 viven en la Antártida.

¿Sabías?

¿Sabías que los carbohidratos, la principal fuente de energía del cuerpo humano, están compuestos por diferentes tipos de moléculas de azúcar? Dependiendo de su estructura molecular, algunos carbohidratos se descomponen rápidamente en el cuerpo para liberarlos como energía, otros necesitan una enzima especial para digerir y otros no pueden ser digeridos en absoluto por los humanos.

Resumen

Nuestros cuerpos son plantas de procesamiento químico eficientes, que descomponen los nutrientes para usarlos y almacenarlos como energía. Este módulo presenta los carbohidratos, un macronutriente importante. Explica cómo las plantas y los animales utilizan los diferentes carbohidratos. Se identifican azúcares simples y carbohidratos complejos, y se comparan y contrastan sus estructuras bioquímicas.

Conceptos clave
  • Los carbohidratos son una clase de macronutrientes que son esenciales para los organismos vivos. Son la principal fuente de energía del cuerpo humano.
  • Los carbohidratos son moléculas orgánicas en las que el carbono (C) se une con el hidrógeno y el oxígeno (H2O) en diferentes proporciones dependiendo del carbohidrato específico.
  • Las plantas recolectan energía del sol y fabrican carbohidratos durante la fotosíntesis. En un proceso inverso, los animales descomponen los carbohidratos durante el metabolismo para liberar energía.
  • Todos los carbohidratos están compuestos por unidades de azúcar. Hay dos tipos de carbohidratos: azúcares simples, los monosacáridos y disacáridos, y carbohidratos complejos, los polisacáridos, que son polímeros de los azúcares simples.
  • Ejemplos de carbohidratos complejos son el almidón (el principal polisacárido utilizado por las plantas para almacenar glucosa para su uso posterior como energía), el glucógeno (el polisacárido utilizado por los animales para almacenar energía) y la celulosa (fibra vegetal).
¿Sabías?

¿Sabías que hay unas 100.000 proteínas diferentes en el cuerpo humano? Las proteínas, uno de los principales nutrientes que necesita nuestro organismo, son grandes moléculas formadas por cientos, incluso miles, de aminoácidos combinados de diferentes formas. La grasa es otro nutriente esencial que proporciona un suministro de reserva de energía, aislamiento y protección para el cuerpo y estructura para las células.

Resumen

Las grasas y las proteínas son dos de los principales grupos de nutrientes que nuestro cuerpo necesita. Este módulo proporciona una introducción a estos dos macronutrientes. La estructura química básica de las grasas como triglicéridos se presenta junto con los propósitos y tipos de grasas. El módulo también presenta la asombrosa estructura de las moléculas de proteínas, incluido el enlace peptídico, y explica el propósito de las proteínas.

Conceptos clave
  • Además de los carbohidratos, las grasas y las proteínas son los otros dos macronutrientes requeridos por el cuerpo humano.
  • Las grasas, un subgrupo de lípidos, también se conocen como triglicéridos, lo que significa que sus moléculas están hechas de una molécula de glicerol y tres ácidos grasos.
  • Las grasas del cuerpo sirven principalmente como sistema de almacenamiento de energía. También se utilizan como aislante para conservar el calor corporal y proteger los órganos internos, para formar el principal material estructural en las membranas celulares y para fabricar esteroides y hormonas que ayudan a regular el crecimiento y mantenimiento de los tejidos.
  • Las grasas se clasifican en saturadas o insaturadas. Las grasas saturadas no contienen dobles enlaces carbono-carbono en sus cadenas de ácidos grasos y tienden a ser sólidas a temperatura ambiente. Las grasas insaturadas contienen dobles enlaces carbono-carbono y generalmente son líquidas a temperatura ambiente. Las grasas insaturadas pueden ser poliinsaturadas (muchos dobles enlaces) o monoinsaturadas (uno o pocos dobles enlaces).
  • Las proteínas son polímeros de cientos o incluso miles de aminoácidos. Cada proteína tiene una estructura diferente y realiza una función diferente en el cuerpo. Hay alrededor de 100.000 proteínas diferentes en el cuerpo humano, cada una de las cuales está formada por combinaciones de solo 20 aminoácidos.
  • Las enzimas son proteínas que ayudan a llevar a cabo reacciones químicas específicas en el cuerpo.
¿Sabías?

¿Sabías que el cuerpo humano contiene aproximadamente 100,000 proteínas diferentes, todo debido a las numerosas formas en que solo se pueden combinar 20 aminoácidos? Las proteínas son moléculas grandes formadas por cientos, incluso miles, de aminoácidos combinados de diferentes formas.

Resumen

Este módulo explora cómo las proteínas son polímeros compuestos de bloques de construcción llamados aminoácidos. Partiendo de la investigación histórica de Frederick Sanger sobre la insulina como punto de partida, se explican las estructuras complejas de las proteínas, debidas a enlaces moleculares como el puente disulfuro y el enlace peptídico.

Conceptos clave
  • Las proteínas son componentes vitales para casi todos los procesos biológicos.
  • Las proteínas son polímeros compuestos de bloques de construcción llamados aminoácidos, de los cuales la vida en la Tierra usa solo veinte.
  • Los enlaces moleculares determinan las estructuras de aminoácidos y proteínas. Los enlaces peptídicos unen los aminoácidos en una cadena. Los puentes disulfuro mantienen unidas a las proteínas.
  • Utilizando técnicas como la electroforesis y la cromatografía, Frederick Sanger descubrió que las proteínas se construían a partir de secuencias de aminoácidos específicas y que cambiar la secuencia la convertiría en una proteína diferente.
  • Las proteínas pueden tener cuatro tipos de estructuras: (1) primaria, la secuencia de aminoácidos, (2) secundaria, los enlaces de hidrógeno entre las cadenas de aminoácidos forman hojas beta o alfa-hélices, (3) terciario, el tridimensional, estructura retorcida basada en interacciones de enlace entre cadenas de aminoácidos, y (4) Quartnerary, la estructura compleja formada por múltiples subunidades plegadas.
¿Sabías?

¿Sabías que en los primeros días de las transfusiones de sangre, murieron más personas de las que sobrevivieron? Toda la sangre se ve más o menos igual a simple vista, pero la sangre que salva la vida de una persona puede ser mortal para otra. Las transfusiones se convirtieron en un procedimiento médico seguro solo cuando los científicos llegaron a comprender la complejidad de los componentes sanguíneos y los diferentes tipos de sangre.

Resumen

El conocimiento de los componentes sanguíneos supuso una revolución en la cirugía gracias a la transfusión segura. El módulo rastrea el desarrollo de nuestra comprensión de la sangre a lo largo de los siglos, comenzando en 1628 con la revolucionaria investigación sobre la circulación del médico inglés William Harvey. Con un enfoque en los experimentos de principios del siglo XX realizados por el investigador austriaco Karl Landsteiner, el módulo muestra cómo la identificación de factores de coagulación, tipos de sangre y antígenos fue fundamental para la ciencia médica. Se definen sangre completa, plasma, suero y diferentes tipos de células sanguíneas.

Conceptos clave
  • La sangre es un líquido complejo con muchos componentes diferentes, pero se puede dividir en sólidos (glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas) y líquido (plasma).
  • El plasma sanguíneo incluye factores de coagulación (agentes que ayudan a formar coágulos de sangre) y cuando estos se eliminan, el líquido restante se conoce como suero.
  • Los principales componentes celulares de la sangre son: glóbulos rojos (eritrocitos), glóbulos blancos (leucocitos) y plaquetas (trombocitos).
  • El investigador austriaco Karl Landsteiner estudió la aglutinación o agrupamiento de células sanguíneas con ciertos antígenos. Basado en sus hallazgos, propuso que había tres tipos de sangre (A, B, O) y luego agregó un cuarto tipo (AB).
  • Los anticuerpos son proteínas producidas por las células plasmáticas, un tipo de linfocito de células B, y están presentes en el suero sanguíneo. Estos anticuerpos son importantes para la transfusión de sangre, ya que el tipo de sangre de un paciente y el tipo de anticuerpos presentes en la sangre del donante determinarán si se aglutina o se aglutina o no.
¿Sabías?

¿Sabía que estudiar los lípidos puede ayudarnos a comprender y tratar afecciones médicas como enfermedades cardíacas, trastornos hormonales, esclerosis múltiple y muchas otras? Los lípidos son necesarios para la estructura de todas las células vivas. Su composición química les permite tener muchas funciones importantes, desde almacenar energía hasta regular el metabolismo y ayudar al pelaje de las nutrias marinas a repeler el agua.

Resumen

Grasas, aceites, ceras, esteroides, ciertos pigmentos vegetales y partes de la membrana celular: todos estos son lípidos. Este módulo explora el mundo de los lípidos, una clase de compuestos producidos tanto por plantas como por animales. Comienza con una mirada a la reacción química que produce el jabón y luego examina la composición química de una amplia variedad de tipos de lípidos. Se discuten las propiedades y funciones de los lípidos.

Conceptos clave
  • Los lípidos son una clase grande y diversa de moléculas biológicas caracterizadas por ser hidrófobas o incapaces de disolverse en agua.
  • La naturaleza hidrofóbica de los lípidos proviene de los muchos enlaces covalentes apolares. El agua, por otro lado, tiene enlaces covalentes polares y se mezcla bien solo con otros compuestos polares o cargados.
  • Las grasas y los aceites son moléculas de alta energía que utilizan los organismos para almacenar y transferir energía química. Las distintas estructuras de diferentes moléculas de grasa les confieren propiedades diferentes.
  • Los fosfolípidos son lípidos especializados que son parcialmente solubles en agua. Esta naturaleza dual les permite formar estructuras llamadas membranas que rodean a todas las células vivas.
¿Sabías?

¿Sabías que el cuerpo humano consta de billones de células individuales y 200 tipos distintos de células? Las células humanas varían en tamaño desde 1 / 12.000 de pulgada (unos pocos micrómetros) hasta más de 39 pulgadas (más de un metro) de largo. Todos los seres vivos están hechos de células, pero a pesar de las grandes diferencias de tamaño, forma y función, estos componentes básicos de la vida comparten notables similitudes.

Resumen

Las células son la unidad básica estructural y funcional de la vida. Este módulo rastrea el descubrimiento de la célula en el siglo XVII y el desarrollo de la teoría celular moderna. El módulo analiza las similitudes y diferencias entre diferentes tipos de células y la relación entre la estructura y función de la célula. La Teoría de la ascendencia común universal se presenta junto con la evidencia de que todos los seres vivos en la Tierra descienden de un ancestro común.

Conceptos clave
  • Las células son la unidad estructural y funcional básica de todos los seres vivos y contienen material genético heredable.
  • La actividad de una célula la llevan a cabo las estructuras subcelulares que posee.
  • Las células poseen una capa límite externa, llamada membrana celular, citoplasma, que contiene orgánulos y material genético.
  • Existe una variedad considerable entre las células vivas, incluida la función de las membranas y las estructuras subcelulares, y los diferentes tipos de funciones que llevan a cabo las células, como el transporte químico, el soporte y otras funciones.
¿Sabías?

¿Sabías que los experimentos de 1774 de Benjamin Franklin con verter aceite en un estanque de agua fueron un paso temprano para obtener una comprensión científica de las membranas celulares? Se pensaba que las membranas celulares eran barreras pasivas hasta la década de 1960, pero ahora sabemos que son estructuras activas y receptivas que cumplen una función crítica como guardianes y comunicadores.

Resumen

Las membranas celulares son mucho más que barreras pasivas, son estructuras complejas y dinámicas que controlan lo que entra y sale de la célula. Este módulo explora cómo los científicos llegaron a comprender las membranas celulares, incluidos los experimentos que llevaron al desarrollo del modelo de mosaico fluido de la estructura de la membrana. El módulo describe cómo los componentes y la estructura de las membranas celulares se relacionan con las funciones clave.

Conceptos clave
  • La capa externa de una célula, o membrana celular, es una estructura compleja con muchos tipos diferentes de moléculas que están en constante movimiento, moviéndose fluidamente a través de la membrana.
  • Las membranas celulares forman barreras selectivas que protegen a la célula del entorno acuoso que las rodea mientras dejan pasar moléculas insolubles en agua como el oxígeno, el dióxido de carbono y algunas hormonas.
  • La mayor parte de la membrana celular está formada por fosfolípidos que tienen una estructura única que hace que se autoorganicen en una doble capa que es hidrofóbica en el medio e hidrofílica en el exterior.
¿Sabías?

¿Sabías que la ausencia de un aminoácido diminuto en las membranas celulares provoca la fibrosis quística, una enfermedad potencialmente mortal? Y un alimento común, la acidez estomacal, se trata con medicamentos que ralentizan la velocidad a la que los protones se bombean a través de las membranas celulares hacia el estómago. Estudiar cómo viajan las moléculas a través de las membranas plasmáticas (membranas celulares) es la clave para comprender y tratar muchas afecciones médicas.

Resumen

Para que los seres vivos sobrevivan, es necesario que diferentes moléculas entren y salgan de las células, pero las membranas celulares sirven como barrera para la mayoría de las moléculas. Afortunadamente, todas las células vivas tienen transportadores incorporados que permiten que el agua, la glucosa, el sodio, el potasio, el cloruro y otras moléculas atraviesen la membrana plasmática. Este módulo analiza cómo funcionan los transportadores pasivos y activos. Destaca la importancia del estudio de las membranas celulares al observar los avances en el tratamiento de la fibrosis quística y las dolencias digestivas comunes, así como el desarrollo de analgésicos eficaces.

Conceptos clave
  • Si una molécula puede o no pasar fácilmente, o no, dentro o fuera de una célula, depende en gran medida de su carga y solubilidad en agua.
  • La membrana plasmática sirve como barrera semipermeable a la célula. Solo las moléculas no polares no cargadas pueden entrar o salir de la célula sin ayuda.
  • Todas las membranas plasmáticas poseen transportadores para ayudar a mover moléculas de un lado de la membrana al otro. Estos transportadores pueden ser activos (bombas) o pasivos (canales) y en ocasiones están regulados por compuertas.
  • La falta de un transportador específico puede interrumpir las funciones celulares y provocar enfermedades como la fibrosis quística.
  • La investigación sobre analgésicos proporcionó información sobre el transportador más importante y universal del cuerpo humano, la bomba de sodio y potasio.
¿Sabías?

¿Sabías que la "supervivencia del más apto" no es la única explicación del éxito de una especie a lo largo del tiempo? La cooperación puede ser igualmente importante cuando se trata de cómo las especies se adaptan para sobrevivir. Según Lynn Margulis, quien propuso que las mitocondrias y los cloroplastos modernos evolucionaron a través de la endosimbiosis, "la vida no se apoderó del mundo mediante el combate, sino mediante la creación de redes".

Resumen

La evolución no siempre se trata de competencia. También puede tratarse de cooperación, como es el caso del desarrollo de cloroplastos y mitocondrias a partir de bacterias de vida libre. Este módulo explica la teoría de la endosimbiosis junto con sus orígenes. Se presenta evidencia convincente en apoyo de la teoría. También se analiza la evolución del núcleo y otros orgánulos a través de la invaginación de la membrana celular.

Conceptos clave
  • Una de las principales diferencias entre las células eucariotas y las células procariotas es la presencia de un núcleo y otros orgánulos unidos a la membrana.
  • Los cloroplastos y las mitocondrias tienen funciones especializadas en la producción de energía para la célula y tienen varias características únicas que incluyen parte de su propio ADN. Debido a esto, los científicos creen que ambos orgánulos se originaron a través de la endosimbiosis cuando una célula pequeña comenzó a vivir dentro de otra más grande.
  • Los orgánulos unidos a la membrana evolucionaron como pliegues de la membrana plasmática, lo que permitió que estas células establecieran compartimentos con diferentes entornos apropiados para la función específica que realiza el orgánulo.
¿Sabías?

¿Sabías que cada órgano y tejido de tu cuerpo se formó como resultado de células individuales que hacen copias de su ADN y se separan en dos células idénticas? Desde experimentos en la década de 1870 hasta investigaciones más de 100 años después, los científicos han hecho descubrimientos fascinantes sobre la compleja serie de eventos que permiten que las células de plantas y animales, incluidos los humanos, crezcan y mantengan la vida.

Resumen

La división celular es un proceso enormemente complejo que debe ocurrir millones y millones de veces durante la vida de un organismo. Este módulo explica la diferencia entre la fisión binaria y el ciclo de división celular. Se exploran las etapas de la división celular y se describen las investigaciones que contribuyeron a nuestra comprensión del proceso.

Conceptos clave
  • La mayoría de las células que componen los organismos superiores, como los animales vertebrados y las plantas con flores, se reproducen a través de un proceso llamado división celular.
  • En la división celular, una célula hace una copia de su ADN y luego se separa en dos células idénticas, cada una con su propia copia de ADN envuelta dentro de un núcleo.
  • El término mitosis se refiere específicamente al proceso por el cual el núcleo de la célula madre se divide en dos núcleos idénticos antes de la división celular.
¿Sabías?

¿Sabías que existe una gran variación en la cantidad de cromosomas en los seres vivos? Mientras que los humanos tienen 46 cromosomas y los perros 78, ¡un tipo de hormiga tiene solo 2 cromosomas y un tipo de protozoo tiene casi 16,000! Pero lo que todas estas formas de vida tienen en común es que su código genético se copia de una célula a otra gracias al proceso de mitosis, mediante el cual el núcleo de una célula se divide en dos antes de que la célula se divida.

Resumen

Comenzando con el descubrimiento de la mitosis, el módulo detalla cada fase de este proceso celular. Proporciona una descripción general de la estructura de los componentes celulares que son críticos para la mitosis. El módulo describe los experimentos de Clark Noble con Madagascar Periwinkle, que llevaron al descubrimiento de un fármaco eficaz para el tratamiento del cáncer. Se explora la relación entre la mitosis y el cáncer, así como el mecanismo por el cual los medicamentos contra el cáncer actúan para ralentizar o prevenir la división celular.

Conceptos clave
  • El término mitosis se refiere específicamente al proceso por el cual el núcleo de una célula eucariota se divide en dos núcleos hijos idénticos antes de la división celular.
  • La mitosis es un proceso cíclico que consta de cinco fases que se alimentan entre sí: profase prometafase metafase anafase telofase.
  • La velocidad a la que se produce la mitosis depende del tipo de célula. Algunas células se replican más rápido y otras más lento, y todo el proceso puede interrumpirse.
  • Los cromosomas están hechos de un material llamado cromatina, que se dispersa por todo el núcleo celular durante la interfase. Durante la mitosis, sin embargo, la cromatina se condensa haciendo visibles los cromosomas individuales con un microscopio óptico ordinario.
¿Sabías?

¿Sabía que la mayoría de las sustancias químicas con las que entramos en contacto, incluidos los alimentos que ingerimos, deben atravesar un complejo sistema de membranas celulares antes de que puedan ingresar al torrente sanguíneo? Hay muchas formas diferentes en que las sustancias químicas ingresan al cuerpo, según el tipo de sustancia química y la parte del cuerpo con la que entran en contacto.

Resumen

Para que funcionen muchos medicamentos, las sustancias químicas deben pasar del ambiente exterior al cuerpo. Este módulo analiza los diferentes mecanismos por los cuales las sustancias químicas atraviesan la membrana celular y los factores que influyen en este proceso. Además de introducir la absorción biológica, el módulo explica cómo se almacenan y distribuyen las sustancias químicas dentro del cuerpo.

Conceptos clave
  • Chemicals can enter the human body by several methods, but most must pass through living cell membranes before entering the bloodstream.
  • The cell membrane consists mainly of phospholipids and proteins in the form of a lipid bilayer.
  • Mechanisms for moving chemicals through the cell membrane include: passive diffusion, facilitated diffusion, active transport, and endocytosis.
  • Factors such as human anatomy and chemical structures affect the movement of chemicals in the body.
Did you know?

Did you know similar to the way cars are manufactured, chemical compounds in living cells are built up, broken down, and moved around in assembly-line fashion? In living organisms, a series of reactions is needed to get energy from food molecules. One such important chemical pathway is the circular assembly line known as the Krebs cycle.

Resumen

Food fuels our bodies, but how does our body convert food molecules into usable energy? This module looks at glycolysis and the Krebs cycle, two important stages of cellular respiration, the process by which cells harvest energy from food. It highlights the work of Sir Hans Adolf Krebs and his focus on cyclic pathways as he discovered the main biochemical pathway for breaking down fuel to produce energy.

Conceptos clave
  • In a cell, chemical compounds are put together, taken apart, and moved around through pathways that resemble moving assembly lines.
  • The main types of biological macromolecules that cells use for fuel are sugars, fats, and proteins.
  • The main biochemical pathway where the breakdown of biological fuels comes together is called the Krebs cycle. Named for its discoverer, Sir Hans Adolf Krebs, this pathway is like a circular assembly line.
Did you know?

Did you know that the energy in chemical compounds is found in tiny electrons? The electron transport chain is like an assembly line inside of cells that harnesses high-energy electrons so they can be used to make ATP, the energy that organisms need to survive. When Peter Mitchell proposed the way that ATP is made inside cells, other scientists made fun of him – until he was eventually proved correct and won the Nobel Prize in Chemistry.

Resumen

ATP is the main energy currency of living cells. This module answers the question of how most ATP is generated. A look at two important compounds, NADH and FADH2, reveals their important role in the production of ATP. The module explains the workings of the electron transport chain, which provides high-energy electrons to fuel the ATP-producing process called oxidative phosphorylation.

Conceptos clave
  • Adenosine triphosphate (ATP) is the main energy currency of the cell. It is generated from a similar compound, ADP, using energy harnessed from cellular fuels, such as sugars, fats, and proteins.
  • The amount of ATP generated directly during glycolysis (the breakdown of the sugar glucose) is small compared with amount of energy contained within glucose.
  • The energy held by ATP and other energy-holding chemical compounds is contained in electrons. By moving electrons, different molecules move energy around the cell.
  • Two specialized energy currency compounds, NADH and FADH2, are vital to the movement of high-energy electrons from cellular fuels like glucose to an assembly-line system of enzymes called the electron transport chain.
  • Located inside mitochondria, the electron transport chain harnesses energy from NADH and FADH2 to power a process called oxidative phosphorylation, which generates large amounts of ATP. Oxidative phosphorylation requires oxygen.
Did you know?

Did you know that the oxygen we breathe is a waste product? Of photosynthesis, that is. Through this remarkable process, plants capture energy from sunlight and produce the sugars that provide sustenance to nearly every living thing on Earth along with the oxygen we need to survive.

Resumen

Through photosynthesis, plants harvest energy from the sun to produce oxygen and sugar, the basic energy source for all living things. This module introduces photosynthesis, beginning with experiments leading to its discovery. The stages of photosynthesis are explained. Topics include the role of chlorophyll, the action spectrum of photosynthesis, the wavelengths of light that drive photosynthesis, light-harvesting complexes, and the electron transport chain.

Conceptos clave
  • Photosynthesis is a process by which an organism converts light energy from the sun into chemical energy for its sustenance.
  • Photosynthesis occurs in plants, algae, and some species of bacteria.
  • In plants, chloroplasts contain chlorophyll that absorbs light in the red and blue-violet regions of the spectrum.
  • Photosynthesis occurs in two stages: the light-dependent stage that occurs in the thylakoid membrane of the chloroplast and harvests solar energy, and the light-independent stage that takes that energy and makes sugar from carbon dioxide.
Did you know?

Did you know that it is much easier to determine when life appeared on Earth than how life came to exist? Evidence points to life on Earth as early as 3.8 billion years ago, but the question of how life came to be has puzzled scientists and philosophers since prehistoric times. In the 1950s, scientists successfully created biological molecules by recreating the atmosphere of primordial Earth in a bottle and shocking it with lightning. This and other experiments give clues to the origins of life.

Resumen

Since prehistoric times, people have pondered how life came to exist. This module describes investigations into the origins of life through history, including Louis Pasteur’s experiments that disproved the long-held idea of spontaneous generation and and later research showing that the emergence of biological molecules from a nonliving environment – or abiogenesis – is not only possible, but likely under the right conditions.

Conceptos clave
  • Theories about the origins of life are as ancient as human culture. Greek thinkers like Anaximander thought life originated with spontaneous generation, the idea that small organisms are spontaneously generated from nonliving matter.
  • The theory of spontaneous generation was challenged in the 18th and 19th centuries by scientists conducting experiments on the growth of microorganisms. Louis Pasteur, by conducting experiments that showed exposure to fresh air was the cause of microorganism growth, effectively disproved the spontaneous generation theory.
  • Abiogenesis, the theory that life evolved from nonliving chemical systems, replaced spontaneous generation as the leading theory for the origin of life.
  • Haldane and Oparin theorized that a "soup" of organic molecules on ancient Earth was the source of life's building blocks. Experiments by Miller and Urey showed that likely conditions on early Earth could create the needed organic molecules for life to appear.
  • RNA, and through evolutionary processes, DNA and the diversity of life as we know it, likely formed due to chemical reactions among the organic compounds in the "soup" of early Earth.
Did you know?

Did you know that scientists don’t need time travel to mimic conditions on Earth 4 billion years ago? Scientists who want to experiment in an environment like that of primordial Earth need only to visit volcanoes, which have chemical conditions similar to those on Earth long, long ago. That’s just what chemist David Deamer did in his research into the origins of life. Just as had happened in the lab, Deamer’s volcano experiments produced a necessary step toward the formation of living matter.

Resumen

Building on earlier experiments showing how life’s chemical building blocks could form from nonliving material on early Earth, this module explores theories on the next steps needed for life. These include the formation of long polymers, which then fold into complex macromolecules. The module describes experiments in an environment like that of primordial Earth, resulting in the spontaneous emergence of phospholipids, which could form into membranes, paving the way for RNA duplication and the eventual emergence of living cells.

Conceptos clave
  • For life to occur, smaller molecules must join together and form polymers, which then fold into complex shapes. These large molecules are called macromolecules.
  • Simple membranes made of lipids may have served as nature’s test tubes, providing the enclosed environments necessary for RNA enzymes to develop.
  • The possible ancestor to living cells, liposomes, may have been created from phospholipids formed from the gases of Earth’s primeval atmosphere or from free fatty acids delivered to ancient Earth via meteorites.
  • To trigger abiogenesis, a system of molecules would need to develop the ability to copy themselves using polymers.
  • Protocells made of liposomes that exchanged fatty acids between their membranes possibly absorbed RNA enzymes and made copies of themselves, leading to the evolutionary development of living cells.
Did you know?

Did you know that the theory of evolution did not begin with Charles Darwin? The idea of evolution was part of Western thought for more than 2,000 years before Darwin changed the world with his legendary book En el origen de las especies.

Resumen

The experiences and observations of Charles Darwin significantly contributed to his theory of evolution through natural selection. This module explores those influences and describes evolution as a force for biological change and diversification. The first in a series, it details how the theory challenged the cultural mindset of the time, including the effect of his major works: Sobre el origen de las especies mediante la selección natural y Sexual Selection and the Descent of Man.

Conceptos clave
  • Charles Darwin played a key role in supporting and explaining the theory of evolution through natural selection.
  • Darwin's skills of observation and ability to record data accurately allowed him to create a comprehensive model of the mechanism by which evolution occurs.
  • The theory of evolution through natural selection explains how all forms of life are related to one another genealogically, and emphasizes that variation within a species is the root for evolutionary change.
Did you know?

Did you know that Darwin's experience with his ten children fueled his thinking about evolution? He theorized that some human behaviors, such as a young child's selfishness, were based upon instincts that were adaptations. These natural differences that always exist among individuals are at the heart of the principle of natural selection as the engine of evolutionary change.

Resumen

The second in a series discussing the work of Charles Darwin, this module takes a deeper look into the processes that led to Darwin's theory of natural selection and examines specific mechanisms that drive evolutionary change. Key points on which the idea of natural selection rests are outlined. Examples from Darwin's personal life shed light on his thinking about change within a species and the "struggle for existence."

Conceptos clave
  • Variation within a species increases the likelihood that at least some members of a population will survive under changed environmental conditions.
  • The common characteristics of individuals within a population will change over time, as those with advantageous traits will come to be most common or widespread.
  • While evidence of evolution by natural selection exists, its effects cannot be predicted.
Did you know?

Did you know that Charles Darwin preferred the phrase descent with modification over the simpler term evolution? In his groundbreaking book En el origen de las especies, Darwin chose his words very carefully. "Evolution" was used in different ways at the time, and Darwin wanted to convey the important concept that life forms descended from a common ancestor.

Resumen

Our understanding of the term evolution has changed significantly since Darwin's time. This module explains how Darwin's work helped to give evolution the meaning it has today. It details the concept of "descent with modification" that Darwin described with the one figure originally included in Origen de las especies. The module discusses how this model revolutionized scientific thinking about the similarities and differences between and within species, laying the foundation for our current understanding of biodiversity.

Conceptos clave
  • Darwin's theory of Descent with Modification shows how as organisms reproduce, slight changes create variation, which could lead to new species over time.
  • Darwin provided the first model that could logically account for biodiversity, explaining lineage and the small variations that distinguish one species from another, similar-looking one.
  • Darwin's work radically changed thinking regarding the Scale of Nature, a model that suggested that some species were naturally inferior to one another, and showed species evolved in response to environmental pressures, not because of some hierarchy of order.
Did you know?

Did you know that there is a species of moth with a 12-inch long nectar-gathering tongue? Not by coincidence, this moth feeds on and pollinates a kind of orchid that has an 11-inch long nectar-producing tube. Nature abounds with examples of plants and animals that have adapted to their environment over time to ensure the survival of the species.

Resumen

This module introduces the concept of evolutionary adaptation. It follows the development of Charles Darwin's ideas on how species adapt to their environment in order to survive and reproduce. The difference between adaptation and natural selection is explained. With a look at penguins and other examples from nature, the module explores the processes that influence the diversity of life.

Conceptos clave
  • Natural selection is the mechanism that explains cómo organisms change.
  • The structure of an organism and many of its features are directly related to the environment in which it lives.
  • Numerous environmental mechanisms, both naturally occurring and man-made, influence adaptive evolution.
Did you know?

Did you know that people started classifying living things as early as 300 BCE? But our modern classification system officially began in the 18th century when Carolus Linneaus listed every plant and animal species known in the world – more than 12,000 in all. He produced one of the great works in the history of science, Systema Naturae, which we still use today.

Resumen

Modern taxonomy officially began in 1758 with Systema Naturae, the classic work by Carolus Linnaeus. This module, the first in a two-part series on species taxonomy, focuses on Linnaeus’ system for classifying and naming plants and animals. The module discusses the contribution of diverse cultures to the development of our modern biological classification and describes the historical development of a scientific basis for classifying species.

Conceptos clave
  • Under Linnaeus's system, every species is known by a unique Latin-sounding genus and species name that distinguishes it from other species.
  • Linnaeus's work organized organisms into logical classes based on their appearance and characteristics, and thus provides a basis for comparing different species.
Did you know?

Sabía usted que tirano-saurio Rex could have been called Manospondylus gigas? The rules of scientific nomenclature usually dictate that when more than one name for a species is discovered has been given, the older one prevails. Luckily, common sense won out in the case of T. Rex, and this most famous dinosaur was allowed to keep the newer name that both scientists and the general public had become familiar with.

Resumen

Carolus Linnaeus, the “father of taxonomy,” developed a uniform system for naming plants and animals to ensure that each species has a unique name. This module outlines rules of forming two-term taxonomic names according to genus and species. The module gives examples of naming controversies and describes how they were resolved, including by bending the rules in regard to certain famous beasts.

Conceptos clave
  • The system of binomial nomenclature was Linnaeus' response to the need of a clear, distinct naming of species that would be recognized around the world and reduce the chance of one species being known by multiple names.
  • Scientific names are always written in italics, with the genus capitalized and the species lowercase, and should sound as though they are Latin.
Did you know?

Did you know that bones, stones, and tools are often all scientists have to go by to piece together the human family tree? This is the work of paleoanthropologists, who trace human ancestry by analyzing fossilized bones and teeth, tools made by the creatures, and the surrounding sediment and stones. Although pre-human fossils are rarely uncovered, any such find can give great insight into the evolution of humans.

Resumen

Paleoanthropology is the study of human ancestry through fossil remains and other evidence. This module explains how paleoanthropologists uncover and evaluate clues to the lineage to modern humans, tracing intermediate forms along the way since the time we diverged from our cousins, the great apes. Key discoveries are highlighted that shed light on the pathway of human evolution. The module describes different ideas through history about how the human family tree is constructed and which characteristics best define humanness.

Conceptos clave
  • Paleoanthropology is the study of human ancestry through analysis of fossilized bones and teeth, the stones and sediments in which bones are buried, as well as the tools associated with those ancient creatures.
  • Charles Darwin first proposed that humans and apes shared a common ancestor in his 1871 publication El Descenso del Hombre.
  • Early researchers sought out an ape-man fossil, or a “missing link,” to make a clear lineage from ape to man. However, we know today that the human lineage branches like a tree with many human-like species in a few genera.
  • Key discoveries have helped to provide more detail on human evolution, such as Mary and Louis Leakey’s discovery of Homo habilis, but also brought up difficult questions of taxonomic classification.
Did you know?

Did you know that only half of British children lived to age 21 in Charles Darwin’s time? Thanks to modern medicine and public health measures, most humans in developed countries now survive to adulthood. As survival constantly improves, natural selection is no longer a major force that shapes the human population. However, evolution will likely continue among humans due to other evolutionary forces at work.

Resumen

Some noted modern scientists have declared that human evolution is over. With advances in medicine and public health, natural selection is no longer a major shaping force for humans. Even so, it doesn’t mean that humans won’t evolve. This module explores the various directions that human evolution might take. Various influences on human evolution are discussed by way of specific examples, including artificial selection through surgical advances and how “bottlenecking” could affect the human gene pool if distant space colonies are formed in the future.

Conceptos clave
  • Humans continue to evolve due to a variety of evolutionary forces: natural selection, artificial selection, genetic drift, and via transhuman breakthroughs.
  • Evolution is the gradual genetic change of a species over time due to unequal reproduction among members.
  • Natural selection is the phenomenon that rewards certain advantageous traits and punishes others through better or worse survival or reproduction. Natural selection is one of the forces that moves evolution forward.
  • Artificial selection is the selective breeding of animals or plants by humans to modify an organism.
  • Genetic drift is a change in the frequency of a population's genes and alleles over time, often by founder effects (when a small group of individuals relocate) or bottlenecking (when a large population is decimated, leaving a smaller group to repopulate).
  • Transhumanism is the idea that humans can evolve new physical and mental capabilities, particularly through the use of science and engineering.
Did you know?

Did you know that the Piltdown Man hoax inspired the development of various scientific tests for authenticating paleoanthropological specimens? From the 1960s onward, scientists developed methods for more accurately finding both the date and geography of origin for materials.

Resumen

The Piltdown Man was once hailed as the "missing link" in the evolution of apes to humans. However, the discovery at Piltdown - human skull fragments, ancient mammal bones, and archaic tools - was an elaborate hoax. The deception took a long time to be revealed due to errors by the discoverers. They succumbed to confirmation bias by accepting any evidence that supported their discovery and rejecting any contradictory evidence.

Conceptos clave
  • Confirmation bias is the tendency to accept any evidence that seems to support one’s belief while rejecting all evidence that is contrary.
  • The 1912 discovery of Piltdown Man was widely hailed as the discovery of the "missing link" between humans and apes, but was really an elaborate deception.
  • The hoax perpetrator buried ancient animal bones, flint tools, and both human and ape skull fragments in the English town Piltdown.
  • The discoverers of the Piltdown Man were so enthusiastic about their findings that they ignored contradictory evidence and failed to carefully test the bones.
  • By the 1940s the scientific community were skeptical of the Piltdown discovery and it was officially declared a hoax in 1953.
Did you know?

Did you know people used to believe that fully formed miniature versions of offspring were contained in sperm cells? Early theories of reproduction were later disproven, but inheritance patterns remained a mystery until Gregor Mendel performed his groundbreaking experiments with pea plants in the 1800s.

Resumen

This module describes the experiments that resulted in Mendel's Laws of Inheritance. A look at specific traits in pea plants over generations shows how Mendel's research methods resulted in an understanding of dominant and recessive genes. Partial dominance is also discussed.

Conceptos clave
  • Mendel determined that an organism inherits two copies of the genetic material that determines an individual's physical traits, one copy coming from each the male and female parent.
  • Mendel observed that for each trait, sometimes what is inherited from one parent masks what is inherited from the other. He called the hidden trait recessive and the expressed trait dominant.
  • Since the time of Mendel, other scientists have observed that not all traits are inherited with the simple dominant-recessive pattern incomplete dominance and co-dominance can result in a variety of phenotypes for some traits.
Did you know?

Did you know that Gregor Mendel is known as the “Father of Genetics,” and yet his work was largely ignored by scientists during his lifetime? It was only when three scientists rediscovered Mendel’s work nearly 35 years after it was published that people came to appreciate its implications for the scientific understanding of inheritance.

Resumen

The power of Mendel’s scientific approach can be seen in the research that led to his Second Law. This module, the second in a series, provides details on Mendel's work with dihybrid crosses and independent assortment. The module describes tests that confirmed Mendel’s ideas about the random and independent segregation of genetic factors.

Conceptos clave
  • Genetic markers randomly and independently segregate into a parent’s gametes, some of which are dominant over others.
  • The cross of two organisms that each possess multiple heterozygous pairs is called a dihybrid cross.
  • Dihybrid crosses result in a trait expression ratio of 9:3:3:1 – 9 with both traits dominant, 3 with trait one dominant and trait two recessive, 3 with trait one recessive and trait two dominant, and 1 with both traits recessive.
Did you know?

Did you know that one of the most important discoveries in biology was made while a British army medical officer was trying to develop a vaccine for pneumonia after World War I? Although a vaccine for pneumonia still does not exist, Frederick Griffith discovered “transformation.” This means that organisms can be genetically reprogrammed into a slightly different version of themselves.

Resumen

This module is the first in a series that discusses the discovery, structure, and function of DNA. Key experiments are discussed: from Griffith’s discovery of genetic “transformation” to Avery, MacLeod, and McCarty’s determination of the “transforming agent” to confirmation by Hershey and Chase of DNA rather than protein as the genetic material.

Conceptos clave
  • It required numerous experiments by many scientists to determine that DNA, and not protein, is the genetic material on which life is built.
  • DNA can be “transformed,” or genetically re-programmed, into a slightly different version of itself.
Did you know?

Did you know that the precise combinations of just four nitrogen bases form the billions of nucleotides that make up our own unique DNA molecules? The information stored in the base sequence of a single DNA strand stores all of the genetic information in your body and gives us our individual genetic traits.

Resumen

Exploration of the structure of DNA sheds light on fascinating properties of the molecule. This module, the second in a series, highlights major discoveries, from the parts of a nucleotide - the building blocks of DNA - to the double helix structure of the DNA molecule. The module describes scientific developments that led to an understanding of the mechanism by which DNA replicates itself.

Conceptos clave
  • DNA consist of two strands of repeating units called nucleotides each nucleotide is made up of a five-carbon sugar, a phosphate group, and a nitrogen base.
  • The specific sequence of the four different nucleotides that make up an organism's DNA gives that organism its own unique genetic traits.
  • The four nitrogen bases are complementary – adenine is complementary to thymine, cytosine is complementary to guanine – and the pairs form hydrogen bonds when the 5'/3' ends of their attached sugar-phosphate groups are oriented anti-parallel to one another.
Did you know?

Did you know that DNA in a human body must make exact copies of itself not merely thousands of times, not millions of times, and not even billions of times, but staggeringly, more than a trillion times? Whether a yeast, a bacterium, or a human cell, every living cell must be able to copy all of its DNA with amazing accuracy.

Resumen

In the field of molecular biology, scientists examine how DNA encodes all the complexities of living things. This third module in the DNA series focuses in the process by which DNA is replicated. The module describes the DNA synthesis assay, where scientists were able to replicate DNA in a test tube. Advancements in understanding the features and properties of DNA replication are discussed.

Conceptos clave
  • Once the structure of the DNA molecule was discovered, scientists could immediately envision a possible copying mechanism based on the rules of nucleotide-base pairing.
  • In order to study and observe DNA replication more directly, scientists in the 1950s devised techniques to perform DNA replication in a test tube, called the DNA synthesis assay.
  • By using the DNA synthesis assay, scientists were able to observe the features and properties of DNA replication and test various hypotheses about how the process works.
  • The process of DNA replication was identified by several teams of researchers all working together to break down the process into multiple steps that could more easily be studied individually.
Did you know?

Did you know that blue eyes are the result of defective genes for pigment? Some recessive traits, like eye color, are harmless, while others are deadly. The way that genes translate into physical traits has to do with the particular enzyme that each type of gene makes, a discovery that was made by two scientists by way of the mutant bread mold they created, winning them the Nobel Prize in 1958.

Resumen

Through a look at the devastating Tay-Sachs disease and other hereditary conditions, this module explores the connection between genes and enzymes. The role of dominance vs. recessivity is examined. The module traces developments in our understanding of gene expression, starting with a rediscovery of Mendel’s laws of inheritance and built upon by the pioneering work of later scientists. The module introduces the Central Dogma of molecular biology, which is the one-way process of using DNA to make RNA and RNA to make proteins.

Conceptos clave
  • Genes cannot be used directly by organisms. The information stored in genes must be used to make products, such as enzymes, that cells need to perform different functions. La expresion genica is the chemical pathway from genes to the gene products, such as proteins, that organisms can use.
  • Since organisms have two genes for everything, even If one gene of a pair produces a defective enzyme or no enzyme at all, the other gene in the pair will make enough enzyme to do its job. Only an individual with two genes for a defective enzyme will actually show the recessive trait, such as an inherited disease or condition, blue eyes, or a recessive peapod shape.
  • In the mid-1900s, George Beadle and Edward Tatum showed that a defective gene leads to a defective enzyme. Their “one gene, one enzyme” hypothesis was later expanded to “one gene, one RNA."
  • los codigo genetico is the set of rules that combines amino acids to form polypeptides and is nearly the same for all life-forms on Earth.
  • The genetic code is not a way for cells to translate genetic information in DNA directly into chains of amino acids to make proteins. Rather, RNA molecules must be made as intermediaries along the way from DNA to the polypeptides that fold into proteins.
  • Genetic information moves in one direction, from DNA to RNA to protein. This is known as the Central Dogma of molecular biology.
Did you know?

Did you know that DNA testing of 50,000-year-old bones showed that the original Neanderthal man did not descend from the same mother as modern humans? However, male lineage tests revealed that 8% of the non-African human gene pool consists of Neanderthal DNA. Certain genetic sequences called haplotypes are passed on only by males or by females, so to get a complete picture of the ancestry of a population, scientists generate one family tree based on the male line and another based on the female line.

Resumen

Using genetic markers passed down through the male or female line, scientists can construct family trees going back thousands of years. This module introduces haplotypes – genetic sequences that we inherit from only one parent. As an example, the module looks at the degree of interbreeding between now-extinct Neanderthals and modern humans as determined through an analysis of Y-chromosome haplotypes (male lineage) and mitochondrial DNA haplotypes (female lineage).

Conceptos clave
  • Los haplotipos son secuencias genéticas que heredamos de un solo padre. There are two types: Y-chromosomes, inherited from your father, and mitochondrial DNA, inherited from your mother.
  • Y-chromosome haplotypes are subject to random mutation and the discovery of numerous different haplotypes led scientists to construct the Y-chromosome family tree.
  • Mitochondria are organelles in all eukaryotic cells and have some of their own DNA. All of your mitochondria come from your mother and help to build a mtDNA family tree.
  • The most recent common ancestor (MRCA) is someone who exists in everyone's family tree.
  • When scientists study populations of a given ethnic group, they generate one family tree based on the populations' Y-chromosomes and another one based on mtDNA.
  • When constructing family trees, often an ancestor will appear in multiple places - this is a phenomenon known as pedigree collapse.
Did you know?

Did you know that elephant seals in the Northern Pacific have a signature asymmetrical face that is extremely rare among other populations of elephant seals? This is because an evolutionary force called a bottleneck event acted upon their gene pool. Other forces can work to change the gene pool of a population, such as natural selection, gene flow, and the founder effect, among others.

Resumen

Los cambios en la composición genética de una población afectan la incidencia de ciertos rasgos y enfermedades dentro de la población. Comenzando con una mirada a la tasa anormalmente alta de una condición de salud peligrosa en las comunidades amish de EE. UU., Este módulo explora las fuerzas que afectan el acervo genético de una población. Entre ellos se encuentran la selección natural, el flujo de genes y dos tipos de deriva genética: efectos fundadores y eventos de cuello de botella. La ecuación de equilibrio de Harvey-Weinberg se presenta junto con problemas de muestra que muestran cómo calcular la frecuencia de alelos específicos en una población.


Water, the Solvent for Life

The human body is 66% water by weight, according to Hill and Kolb. Water is the universal solvent for life, referred to by Nobel Laureate A. Szent-Gyorgy as "the matrix of life".That water serves as the solvent for sodium chloride (salt) and other substances so that the fluids of our bodies are similar to sea water. This leads Hill and Kolb to refer jokingly to us as "walking bags of sea water". Water serves to suspend the red blood cells to carry oxygen to the cells. It is the solvent for the electrolytes and nutrients needed by the cells, and also the solvent to carry waste material away from the cells.

With water as the solvent, osmotic pressure acts to transport the needed water into cells. With cells bathed in the interstitial fluid, diffusion contributes to carrying needed molecules into the cells. When more complex mechanisms control the transport of molecules across the membranes into and out of cells, the presence of water as the surrounding medium and solvent is essential.


There are 92 elements that occur naturally on Earth. For living things, only 11 of these elements are found in larger than trace quantities. Any amount 0.01% or less is considered a trace element. For vertebrates, such as humans, there are two additional elements that occur in larger than trace amounts these are Iodine and Iron. The periodic table of elements below is color coded to show the elements found in the human body.

Periodic Table illustration of elements found in human body. Click to enlarge.


Did God Just Use Dust or Clay to Create Man?

A. E. Wilder Smith wrote, “The necessary information to build man does not reside in the few elements it takes to compose him.”2 God breathed into man the breath of life. Los términos Espíritu y breath, in reference to God’s, are often used interchangeably. God’s breath is His Spirit. God exhaled His breath into the body that He had formed, giving man not only an earthly origin but a divine one. And man’s physical nature cannot merely be explained by the components that he/she can be reduced to in a science lab, because man includes genetic information. Genetic information cannot rise spontaneously, nor does matter itself operate itself into organizing itself into higher levels of complexity (functioning systems, tissues, bones, organs).3 Answers in Genesis online has more information on “Genetics and Biblical events”,4 and also the complexity of human DNA. It’s not the elements (“dust”) that we’re made of that makes a human it’s the camino we’re put together, it’s not the “dust” that makes life, but the way it’s put together with purposeful design and complex organization. Gary Parker explains the orderly and complex human design phenomena thus:

If [cells] are continually supplied with the right kind of energy and raw materials, and if all 75-plus of the RNA and protein molecules required for DNA-protein “translation” are present in the Derecha places at the Derecha times in the Derecha amounts with the Derecha structure, luego cells make proteins by using DNA’s base series . . . [Thus,] living things funcionar in understandable ways that can be described in terms of scientific laws—but, such observations include properties of organization that logically imply a created origin of life. . . . [T]here are many more levels of order than I had once imagined and that order in nature, and a mind in tune with it, were guaranteed by God Himself.5


Osmoregulatory Mechanisms

Water cannot be actively transported across cell membranes because there are no carrier proteinas capable of binding and transporting it. Water can, however, pass directly through membranes in response to changes in ion concentración. Water movement is therefore controlled indirectly, by pumping ions such as sodium and potassium across cell membranes, creating a concentration degradado that causes water to follow by ósmosis . If sodium is excreted from the body, for example, water tends to follow it. The rate of water loss can thus be regulated by hormonas that control the rate of sodium excretion or the water permeability of the excretory ducts.

Osmoregulation is usually achieved by excretory organs that serve also for the disposal of metabolic wastes. Thus, urination is a mechanism of both waste excretion and osmoregulation. Organelles and organs that carry out osmoregulation include contractile vacuoles, nephridia, antennal glands, and malpighian tubules of invertebrates, and salt glands and kidneys of vertebrates.

Contractile vacuoles are organelles in the cells of sponges and freshwater protozoans. In the freshwater Amoeba proteus, for example, the bubble-like contractile vacuole swells with excess fluid from the citoplasma . Its membrane then pumps valuable ions back into the cytoplasm, leaving mainly water in the vacuole. Contractile proteins surrounding the vacuole then abruptly compress it, squirting the water out of the cell through a pore in the cell membrane. The vacuole then slowly begins to refill, repeating the process with a rhythm superficially resembling a heartbeat.

Nephridia are tubular structures that filter body fluids other than blood, found in flatworms, annelids, and many other invertebrates. Golpeando cilios or flagella draw fluid into the tubular system, leaving cells and proteins behind in the tissues. The tubules then reabsorb useful substances such as glucosa y aminoácidos from the fluid and return them to the tissues, while secreting excess ions into the fluid. Finally, the excess water, ions, and metabolic wastes are expelled from the body by way of nephridiopores in the body wall. Nephridia are called protonephridia if the inner end of the tubule is closed, like a porous bulb, and extracts liquid from the tissue fluid. These occur in flatworms such as planarians and tapeworms. Metanephridia have a funnellike opening at the internal end, through which they draw in fluid from the body cavity. Earthworms have metanephridia.

Antennal glands occur in crustaceans such as crayfish. They receive a blood filtrate , modify it by the reabsorption of some substances and secreción of others into the fluid, and then expel the modified fluid (urine) from a pore at the base of the antenna.

Malpighian tubules are found in spiders and insects. Numbering from two to several hundred, they are attached in clusters to the digestive tract between the midgut and hindgut and hang freely in the abdominal cavity. They absorb water and ions from the coelomic fluid and pass the fluid to the gut. The hindgut reabsorbs most of the water, leaving excess ions and metabolic wastes to be excreted with the feces, which are often dry.

Salt glands are associated with the eyes, nostrils, or tongue of marine reptiles (sea snakes, sea turtles, marine iguanas, saltwater crocodiles) and birds (gulls, albatrosses). These animals ingest excess salt with their food and water and excrete it by way of these glands.

Kidneys are vertebrate osmoregulatory organs in which blood pressure forces fluid to filter through the walls of blood capillaries into tubules that process the filtrate into urine. Each human kidney has about 1.2 million tiny balls of capillaries called glomeruli, where the blood pressure is very high. A filtrate of the blood plasma, free of cells and protein, seeps from these capillaries into a hollow ball called a glomerular (Bowman) capsule. From there, it flows into a series of tubules that remove most of the salt and water along with useful material such as glucose and vitamins, while secreting hydrogen and potassium ions, urea, and drugs (for example, penicillin and aspirin) into the tubular fluid. A final tube in the pathway, called the collecting duct, adjusts the salinity of the urine by reabsorbing variable amounts of water, before the urine leaves the kidney for storage in the urinary bladder and eventual elimination from the body.

Two hormones, aldosterone and antidiuretic hormone, regulate the amounts of salt and water reabsorbed, enabling the human kidney to adjust water loss or retention to the body's state of hydration. Human blood plasma and tissue fluid normally has an osmolarity of 300 milliosmoles per liter (mOsm/L) that is, 0.3 mole of dissolved particles per liter of solution. Human urine can be as dilute (hypoosmotic) as 50 mOsm/L when the body is voiding excess water, or as concentrated (hyperosmotic) as 1,200 mOsm/L when conserving water.

Freshwater fish, by contrast, cannot produce hyperosmotic urine, but they have no need to. Surrounded by water, they can afford to produce abundant, dilute urine to flush away their metabolic wastes. Among mammals, the ability to concentrate the urine is also little developed in aquatic forms such as beavers and muskrats. Kangaroo rats, by contrast, are desert rodents that need never drink water (they obtain it from food), and can concentrate their urine to as much as fourteen times the osmolarity of their blood plasma (compared to four times for humans).


Ver el vídeo: PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL AGUA PARTE 1 (Junio 2022).


Comentarios:

  1. Ceneward

    Por supuesto. Esto fue y conmigo. Discutiremos esta pregunta.

  2. Chimera

    Pido disculpas, pero no es exactamente lo que necesito.



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