Libro De Apuntes PSU Biología Electiva CPECH (OliverClases)

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2012

Apuntes PSU Biología

Electiva CPECH

“Material Recopilado De Biblioteca Virtual

Cpech”

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www.oliverclases.forochile.org

Índice

Capítulos Nº De Pagina

Capitulo I. Adaptación Biología 3

Capitulo II. Adaptación A Nivel Celular 10

Capitulo III. Evolución Orgánica 18

Capitulo IV. Código Genético Y Síntesis De Proteínas 31

Capitulo V. Organización Del Sistema Nervioso 38

Capitulo VI. Impulso Nervioso Y Sinapsis 51

Capitulo VII. Sistema Inmune 62

Capitulo VIII. Alteraciones Inmunitarias 74

Capitulo IX. Fisiología De La Contracción Muscular 82

Capitulo X. Homeostasis 90

Capitulo XI. Especiación 100

Capitulo XII. Receptores 106

Capitulo XIII. Población Y Comunidad 117

Capitulo XIV. Influencia Humana En El Ecosistema 131

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Importante

Este libro de recopilación de apuntes para la preparación de la PSU fue posible de confeccionar gracias al material provisto por la red y el cual pertenece en su totalidad al preuniversitario Cpech, específicamente este material corresponde a la biblioteca virtual que se proporciona para los estudiantes del preuniversitario, el fin de esta recopilación no es mas que ordenar las materias en una sola parte y poder con ello ayudar a los estudiantes a preparar de una mejor manera la PSU, cabe señalar que esto se hace sin fines de lucro y solo con la intención de que este material sirva de apoyo tanto para estudiantes como profesores que así lo estimen convenientes.

Si andas en busca de libros para estudiar para la PSU, te aconsejo comprar siempre en tu librería más cercana aquellos que mas te sean útiles y económicos, recomendando por ejemplo los manuales de preparación PSU de Ediciones SM o los Cuadernos de Ejercicios De La Pontificia Universidad Católica, entre otros.

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www.oliverclases.forochile.org Capitulo I. Adaptación Biológica

1. Adaptación biológica

Una adaptación biológica es una estructura anatómica, un proceso fisiológico o un rasgo del comportamiento de un organismo que ha evolucionado durante un período de tiempo mediante selección natural de manera tal que incrementa sus expectativas a largo plazo para reproducirse con éxito. El término adaptación también se utiliza ocasionalmente como sinónimo de selección natural, aunque la mayoría de los biólogos no está de acuerdo con este uso.

Selección natural

El concepto fue introducido por Charles Darwin a través de su teoría de selección natural, que describe el desarrollo de las especies como producto de la interacción con el entorno ecológico. Como resultado de esta interacción, tienden a persistir los patrones genéticos que proporcionan a los individuos las características más adecuadas para la supervivencia en el medio ambiente en el cual habitan.

Las adaptaciones son mecanismos mediante los cuales los organismos hacen frente a las tensiones y presiones de su medio ambiente. Los organismos que se adaptan a su ambiente son capaces de:

- obtener aire, agua, comida y nutrientes.

- hacer frente a las condiciones físicas como la temperatura y la luz. - defenderse de sus enemigos naturales y predadores.

- reproducirse

- responder a los cambios en su entorno

- seguir transmitiendo la característica adquirida a sus progenitores para que la adaptación sea cada vez más constante.

Tipos de Adaptación

Hay 3 tipos de adaptación al medio: Morfológica o estructural

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Fisiológica o funcional

Como las glándulas de sal en las iguanas marinas para eliminar el exceso de sal en su cuerpo.

Etológica o de comportamiento

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www.oliverclases.forochile.org 2. El camuflaje

Es la adopción evolutiva por parte de un organismo de un aspecto parecido al medio que le rodea con el fin de pasar desapercibido para los posibles depredadores.

Ejemplos:

- Insecto hojas

- Algunas Mantis Religiosas - Mariposas Diurnas

La mariposa que se muestra en la imagen superior corresponde a Kalima inachus. Cuando esta mariposa ha llegado imitar la forma y aspecto de una hoja real, la evolución puede ir más allá, y algunos depredadores inteligentes acabarán por distinguirla de las hojas reales porque éstas no son tan perfectas, tienen roturas, manchas, hongos, etc. Para evitar eso, no sólo ha añadido estos "defectos" sino que lo hace manteniendo un alto nivel de variabilidad, lo que impide la detección del insectívoro más observador.

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3. La velocidad

Es el fenómeno morfológico y funcional que beneficia a los depredadores para perseguir a su presa. Ejemplos: - El leopardo - El tigre - El león 4. Secreción de Sustancias

Fenómeno morfológico que le sirve a los depredadores para envenenar a sus victimas para evitar que se escapen.

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Detrás de sus ojos, las especies del género Bufo tienen unas estructuras parecidas a una verruga, que son las glándulas parotoides. Segregan una sustancia blanca, grasosa y venenosa que actúa como elemento disuasorio ante los predadores. El manejo ordinario de los sapos no es peligroso (y, contra una creencia popular, no origina la aparición de verrugas).

El veneno de la mayoría, si no es que de todos los sapos, contiene bufotoxina; el veneno del Sapo del desierto de Sonora, Bufo alvarius, es un potente alucinógeno que contiene 5-MeO-DMT y bufotenina. Se dice que los efectos psicoactivos del veneno ya eran conocidos por los nativos americanos precolombinos.

Este camello no almacena más agua que cualquier otra especie animal, sin embargo no necesita beber agua durante días. Puede soportar una deshidratación extrema como resultado de una serie de diferentes adaptaciones fisiológicas. Se sabe que los camellos pueden perder sin riesgo agua corporal hasta el 40% del peso de su cuerpo, una pérdida que sería letal para cualquier otro animal. ¿Como consiguen esto?

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por su estómago e intestinos, dejando tiempo para equilibrarse. Además sus eritrocitos pueden hincharse hasta el 240% de su tamaño normal sin romperse. (Otros animales sólo pueden ir hasta el 150%).

- Sus riñones son capaces de concentrar considerablemente su orina para evitar perdida de agua. La orina puede espesarse como jarabe y llegar a contener el doble de sal que el agua del mar.

- Los camellos pueden extraer agua de sus heces hasta tal punto que pueden ser utilizados como combustible.

- Una adaptación añadida sólo para el calor es la gran fluctuación de la temperatura corporal del camello. Durante el día, su cuerpo actúa como un contenedor de calor, y durante la noche fresca del desierto, el exceso de temperatura corporal se disipe por conducción.

Hasta el momento el énfasis ha sido puesto en los animales. Sin embargo, las plantas han sido capaces de adaptarse a situaciones climáticas extremas, especialmente en lo que se refiere a la escasez de agua.

- Las plantas sufren una serie de adaptaciones para mejorar la absorción de agua:

Desarrollo de un sistema radicular superficial muy extenso que funciona como una esponja y permite absorber hasta 1,25 cm de agua, con una fuerza de succión en algunos casos de 140 atmósferas.

Cuerpo cubierto de espinas, que se cree que además de tener funciones de protección, pueden desempeñar un papel muy importante en la recolección de agua, pues se cree que funcionan como condensadores de la humedad atmosférica, lo cual explicaría la

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Entre las adaptaciones orientadas a impedir la pérdida de agua están:

- Adopción de formas especiales: globosas, cilíndricas, prismáticas y esféricas. - Ramificación escasa con tendencia a reducción del tamaño de la hoja.

- Modificaciones en las células y apertura de los estomas en la noche (modificando también el tipo de fotosíntesis).

La flexibilidad corporal que tienen algunos cactos cuyos tallos acanalados permiten soportar expansiones o contracciones similares a las de un acordeón durante los períodos húmedos y secos respectivamente, en tiempos de sequía extrema, permite que las plantas suculentas pueden perder gran cantidad de agua almacenada (hasta un 60%) sin que se causen daños irreversibles. Todas las adaptaciones mencionadas han contribuido que estas plantas colonicen con éxito los desiertos.

Existe gran cantidad de familias de plantas que presentan algunas de estas adaptaciones, pero la más generalizada, es la de poseer tejidos carnosos o suculentos, llenos de agua, de allí el nombre de plantas suculentas. Aunque parezca una contradicción, estas plantas viven llenas de agua, en lugares en donde hay escasez de ella.

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Capitulo II. Adaptación A Nivel Celular

1. Adaptación a nivel celular

El concepto de adaptación en Biología tiene estrecha relación con el principio de estructura y función. Esto quiere decir que una estructura tiene una determinada organización por la función que va a desarrollar. Por ejemplo, el cuerpo de los peces tiene una forma hidrodinámica que les permite desplazarse con menos resistencia por el agua.

Estas mismas condiciones se cumplen a nivel celular. En algunas oportunidades, esto se demuestra por los procesos de homeostasis que desarrolla una célula que puede ser a corto o largo plazo. Por ejemplo, cuando una célula es capaz de regular las condiciones de acidez del medio está experimentando un proceso de adaptación. En otro ámbito, la adaptación puede significar el desarrollo de estructuras especializadas en una función particular. Por ejemplo, los cilios son estructuras especializadas de las células eucariontes que determinan la capacidad de movimiento de algunas células. Estos cilios se encuentran en organismos unicelulares donde significan una capacidad de movimiento del organismo completo. Así también, se encuentran en las células que tapizan el sistema respiratorio y, en este caso, son útiles en la movilización de partículas extrañas al sistema respiratorio.

Por lo tanto, es importante comprender el concepto de adaptación en el contexto en que se encuentra cada célula.

Las estructuras que permiten a una célula adaptarse a su medio pueden estar en distintos niveles, algunos de los cuales vamos a revisar a continuación.

Dentro de los niveles o estructuras que participan activamente en la adaptación de las células está el citoesqueleto.

El citoesqueleto corresponde a un conjunto de filamentos proteicos que participan en diferentes fenómenos celulares, tales como:

 Mantención de la forma celular.

 Movimiento celular.

 Corrientes citoplasmáticas (ciclosis).

 Contracción muscular.

 División celular (movilización del material genético y citodiéresis).

En este caso, podemos apreciar perfectamente el hecho de que una misma estructura es capaz de participar en distintas funciones de acuerdo con la necesidad de cada

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La clasificación que se hace de estos elementos es de acuerdo con el diámetro que presentan. Los microfilamentos de actina tienen un diámetro promedio de 6 nm (nanómetros); los filamentos intermedios, entre 8 y 10 nm; y los microtúbulos, 24 nm. Los microfilamentos de actina están formados por dos cadenas en espiral de monómeros globulares de actina G (globular), las cuales se unen para formar la actina F (filamento). Son muy abundantes en el músculo. También se encuentran, aunque en menor cantidad, en el citoplasma de todas las células, constituyendo entre un 5 y 30% de las proteínas totales del citoplasma.

Los filamentos de actina participan de la contracción muscular, de los movimientos celulares y de la citodiéresis, disponiéndose como un anillo alrededor del ecuador de la célula, de tal forma que se produce la estrangulación del citoplasma luego de la mitosis.

Los filamentos intermedios son eminentemente elementos estructurales y no tienen participación directa en la contracción ni en los movimientos. Cuando una célula es rota, los filamentos intermedios permanecen intactos en un 99%, sin embargo, los elementos de los microfilamentos y de los microtúbulos se solubilizan.

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Un tipo particular de filamento intermedio es el neurofilamento, presente en el soma, dendritas y axones de las neuronas, especialmente abundante en los axones. En esta célula queda de manifiesto el rol estructural que cumplen los filamentos intermedios.

Los microtúbulos corresponden a cilindros huecos muy delgados y largos, de 24 nm de diámetro.

Cada microtúbulo está formado por la asociación de dímeros proteicos que se organizan en forma de hélice. Los dímeros están formados por dos cadenas polipeptídicas de estructuras semejantes, pero no iguales, llamadas tubulinas alfa y beta, que forman un dímero.

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Los microtúbulos se encuentran en el citoplasma de todas las células. Participan en la organización y movimiento de cilios y flagelos, transporte intracelular de partículas, desplazamiento de los cromosomas en la mitosis, establecimiento y mantención de la forma celular.

Otro nivel importante de adaptaciones se produce a nivel de la membrana celular. Las células que están en contacto estrecho entre sí suelen desarrollar uniones intercelulares especializadas, en las que participan las membranas plasmáticas y otros componentes celulares. Estas estructuras permiten que las células adyacentes formen conexiones estrechas unas con otras, impidan el paso de materiales o establezcan comunicación rápida entre ellas. En los animales, existen tres tipos comunes de estos contactos intercelulares:

 Desmosomas.

 Uniones estrechas.

 Uniones en hendidura.

Las células vegetales están conectadas a través de plasmodesmos.

Los desmosomas son puntos de fijación entre algunos tipos de células animales, representando una especie de “soldadura” entre ellas. Las células epiteliales adyacentes, como las de la capa superior de la piel, están unidas tan estrechamente una con otra que se requiere fuerza mecánica considerable para separarlas. Esta unión se logra a través de desmosomas. Los desmosomas ayudan a resistir fuerzas de deslizamiento.

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Las uniones estrechas sellan los espacios intercelulares que hay entre algunos tipos de células animales. Se consideran como áreas de conexiones íntimas entre las membranas de células adyacentes, a tal punto que no queda espacio entre las células y no es posible el paso de sustancias entre ellas.

Las células conectadas por uniones estrechas sellan cavidades corporales. Por ejemplo, las uniones de este tipo entre las células que revisten el intestino impiden que las sustancias contenidas en este órgano pasen al interior del cuerpo o al torrente sanguíneo rodeando las células. Así, la lámina de células actúa como una barrera selectiva. Las sustancias alimenticias que el cuerpo requiere deben ser transportadas a través de las membranas plasmáticas de las células intestinales antes de pasar a la sangre. Esto ayuda a impedir que toxinas y otros materiales indeseables lleguen a la sangre misma.

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Otro tipo de conexión intercelular en células animales es la unión en hendidura o nexus. Son semejantes a los desmosomas en cuanto a que une células separadas por un espacio. Estas uniones no sólo conectan membranas, sino que también actúan como poros que comunican los citoplasmas de células adyacentes, a través de los cuales pueden circular moléculas inorgánicas pequeñas como iones o algunas orgánicas como el ATP.

2. Evidencias del ADN como material genético

Por mucho tiempo se desconoció la existencia del ADN como material genético. Es más, se postulaba a las proteínas como las moléculas responsables de transmitir la información de una generación a otra.

Existieron en la historia de la Biología algunas experiencias fundamentales para resolver la incógnita antes planteada.

Uno de los primeros aportes los entregó Robert Feulgen, un químico alemán que desarrolló una tinción específica para ácidos nucleicos. Este reactivo produce una tinción que es proporcional a la cantidad de ácido nucleico que se encuentra en la célula.

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Experimento de Frederick Griffith. Este biólogo, en 1928, trabajó con la bacteria

Pneumococco pneumoniae y con ratones. La bacteria es la responsable de la neumonía, que es una infección mortal en algunos casos. La bacteria presenta dos cepas: una cuya apariencia superficial es rugosa (R), y otra cuya apariencia superficial es lisa (S). La cápsula que envuelve a la bacteria es una estructura que la protege contra la acción del sistema inmune.

Griffith observó que cuando una mezcla de células de la cepa lisa (S) muertas por calor y células de la cepa rugosa (R) vivas se inyectaba en ratones, una elevada proporción de éstos morían. Posteriormente, Griffith pudo aislar bacterias de la cepa lisa vivas a partir de los ratones muertos.

Como ni la cepa S muerta por calor ni la cepa R viva podían convertirse por sí mismas en la forma virulenta viva cuando se inyectaban, algo en las células muertas por calor

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descubrimiento de estos científicos constituye la primera demostración de que el ADN es el material genético, no todos los científicos de ese tiempo quedaron convencidos. El argumento consistía en que algunas de las preparaciones quedaron contaminadas con proteínas, y pudieron ser la causa de los resultados.

Fueron necesarias nuevas experiencias para demostrar que el ADN era el material genético.

En 1952, Alfred Hershey y Martha Chase llevaron a cabo una serie de experimentos a partir de la reproducción de bacteriófagos, que son virus que infectan bacterias.

El experimento desarrollado por ambos se basó en el conocimiento de la química de las proteínas y del ADN que se tenía en ese tiempo. Así, se conocía el hecho de que las proteínas contenían azufre (S) en su composición, el cual no se presentaba en el ADN. Por su parte, el ADN contenía fósforo (P) que no formaba parte de los elementos constituyentes de las proteínas. De esta forma existían dos elementos que podían diferenciar a estas dos sustancias.

Por otra parte, la estructura del bacteriófago consiste en una cápsula de carácter proteico que en su interior contiene ADN. El ciclo de infección del bacteriófago consiste en la adhesión del virus sobre la bacteria para posteriormente inyectar el ADN hacia el citoplasma de la bacteria. Con estos datos dispusieron de dos isótopos radiactivos, el S35_{y el P}32_{, que marcaban proteínas y ADN respectivamente.}

A continuación permitieron la infección de las bacterias por parte de los bacteriófagos. Cuando finalmente analizaron la descendencia del bacteriófago, encontraron que la descendencia presentaba solamente la marca del P32_.

Esta experiencia es considerada como una de las evidencias más importantes para determinar el papel del ADN como material genético.

Puedes encontrar más información con respecto a esta experiencia en tu libro CEPECH electivo.

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www.oliverclases.forochile.org Capitulo III. Evolución Orgánica

1. Teorías Evolutivas

Historia del pensamiento evolucionista

Es bien sabido que Charles Darwin fue el fundador de la teoría moderna de la evolución. Aunque no fue el primero en proponer que los organismos evolucionan o cambian a lo largo del tiempo, sí fue el primero en acumular una cantidad importante de evidencia en apoyo a esto y en proponer un mecanismo válido por el cual podría ocurrir la evolución. Antes de Darwin, el origen de las especies se consideraba un misterio. Por ello casi todos los pueblos del mundo se inclinaron hacia la hipótesis del creacionismo o fixismo, la cual postulaba que todas las formas vivas existentes habían sido creadas por un ser superior en un momento particular y, desde ese tiempo, habrían permanecido hasta hoy, fijas, sin alteración. Incluso creían que la mayoría de los organismos habían sido creados para el servicio o el placer de la humanidad.

Sin embargo, a lo largo de la historia, los científicos han buscado causas naturales, más que sobrenaturales, para explicar los acontecimientos de la naturaleza

Uno de los primeros científicos en proponer un mecanismo válido para la evolución fue el biólogo Francés Jean Baptiste Lamarck, quien propuso, en 1809, que los organismos evolucionan a lo largo del tiempo, dando lugar a la variedad de seres vivos existentes. A Lamarck lo impresionó la progresión de formas en el registro fósil. Los fósiles más antiguos solían ser más sencillos, mientras los más recientes eran más complejos y se parecían más a los organismos recientes. Lamarck interpretó estas evidencias como si las formas más complejas hubieran surgido de las formas más simples por una suerte de progresión. De acuerdo con su teoría, esta progresión o evolución depende de dos fuerzas principales. La primera es la herencia de los caracteres adquiridos, en ella los seres vivos pueden modificar su cuerpo por medio del uso o el desuso de sus partes. Estas modificaciones podían ser heredadas por la descendencia. Su ejemplo más famoso fue la evolución de la jirafa. De acuerdo con Lamarck, la jirafa moderna evolucionó de antecesores que estiraron sus cuellos para alcanzar las hojas de las ramas más altas. Estos antecesores transmitieron los cuellos más largos, adquiridos por estiramiento, a su progenie, que a su vez estiró aún más sus cuellos y así sucesivamente.

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La segunda fuerza en el concepto de evolución de Lamarck fue un principio creador universal, un esfuerzo inconsciente y ascendente, que impulsaba a cada criatura viva hacia un grado de complejidad mayor.

Teorías evolutivas

La teoría de la evolución de Darwin Wallace nos dice que los individuos de una población no son genéticamente idénticos, sino que existen pequeñas variaciones que permiten que, frente a drásticos cambios ambientales, algunos individuos sean más “aptos” que otros para enfrentar la lucha por la existencia. Por consiguiente, estos individuos, que presentan rasgos favorables, serán capaces de generar descendencia, portando las características que los hacen más aptos para la supervivencia. La repetición de este proceso de variabilidad y selección, a lo largo del tiempo, explicaría cómo surgen las especies. Sin embargo, algunos detractores consideraban que la selección natural reduce la variabilidad, pero no puede explicar cómo surgen las diferencias entre los individuos de una población. Por lo tanto, la teoría de la evolución explica cómo evoluciona una especie, pero no cómo surgen los cambios que permiten esta evolución.

La teoría evolutiva o darwinismo se concreta en los siguientes postulados:

1. Las formas de vida no son estáticas, sino que evolucionan; las especies cambian continuamente, unas se originan y otros se extinguen.

2. El proceso de la evolución es gradual, lento y continuo, sin saltos discontinuos o cambios súbitos.

3. Los organismos parecidos se hallan emparentados y descienden de un antepasado común. Todos los organismos vivientes pueden remontarse a un origen único de la vida. 4. La selección natural es la llave, en dos fases, que explica todo el sistema.

- La primera fase es la producción de variabilidad: la generación de modificaciones espontáneas en los individuos.

- La segunda fase es la selección a través de la supervivencia en la lucha por la vida: los individuos mejor dotados, los que han nacido con modificaciones espontáneas favorables para hacer frente al medioambiente van a tener más posibilidades de sobrevivir, de reproducirse y de dejar descendencia con estas ventajas.

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3) La tercera tiene que ver con la taxonomía, ciencia que se ocupa de la clasificación de los seres vivos.

4) La cuarta prueba tiene que ver con la morfología de los animales. La morfología es la parte de la biología que estudia la forma de los seres orgánicos.

5) Por último, la quinta prueba tiene que ver con la embriología, ciencia que estudia la formación y desarrollo de los embriones.

2. Evidencias del proceso evolutivo

El registro fósil

El término fósil proviene de un término del latín que significa “que ha sido excavado” y constituyen la prueba documental de la transformación de la Tierra y, por lo tanto, de la evolución de la vida en ella.

El registro fósil nos proporciona una historia del pasado que demuestra un cambio evolutivo a lo largo de 4000 millones de años. El registro puede contener zonas oscuras y eslabones perdidos, pero la evidencia fósil claramente demuestra que la vida es muy antigua y ha cambiado a lo largo del tiempo. Hay numerosos ejemplos de formas de transición (organismos que son estados intermedios entre una forma ancestral y su descendiente) en el registro fósil que proporcionan las evidencias más claras de que hay un cambio a lo largo del tiempo.

Hay fósiles que sufren un proceso de petrificación, donde en lugar de ocurrir la descomposición se produce un depósito mineral (calcita). Éste es el caso de Amonites.

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El fósil que se muestra en este caso es producto de la secreción de resinas por parte de árboles (coníferas) y que atrapan a una serie de insectos para formar lo que se conoce como ámbar.

Evidencias biogeográficas

La distribución geográfica de los seres vivos nos demuestra una progresiva diversificación adaptativa que les ha permitido colonizar nuevos ambientes. Es decir, las especies se originan en áreas concretas a partir de la cual se dispersan colonizando nuevos ambientes, dando lugar a un proceso de especiación que genera un mayor número de especies.

El caso de los pinzones de las islas Galápagos es característico. Actualmente existen trece especies diferentes (hay quienes plantean que son catorce). Se plantea que estas especies provienen de una continental que se encuentra en las costas del Océano Pacífico en América del Sur, Volatinia jacarina. Estas aves tuvieron que

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Debido a la constante competencia por el alimento y el espacio para vivir, cada grupo de organismos tiende a diseminarse y ocupar el mayor número posible de hábitat. Este proceso se llama radiación adaptativa, que se conoce también como evolución divergente. El fenómeno opuesto es la evolución convergente, donde grupos poco relacionados, al adaptarse a un ambiente similar adquieren características más o menos similares.

Taxonomía y Sistemática

La Taxonomía es una disciplina científica que se preocupa de la clasificación de los seres vivos, basándose en un sistema jerárquico de grupos y ordenados según sus semejanzas. El actual sistema se basa en el propuesto en 1735 por Carlos Linneo: los seres vivos se agrupan en categorías taxonómicas: las especies se incluyen en géneros, varios géneros conforman la familia, las familias se agrupan en órdenes y las ordenes en clases. La siguiente categoría para animales y protistas es el phylum y para plantas y hongos la división; el último nivel taxonómico es el reino.

La taxonomía ha contribuido a establecer relaciones de parentesco en los distintos grupos, de acuerdo con las características morfológicas, fisiológicas y genéticas que comparten. El estudio de las relaciones evolutivas entre los organismos, o filogenia, está a cargo de la sistemática.

Los aportes que ha dado esta disciplina han logrado construir árboles filogenéticos, en los que se observa la historia evolutiva de los seres vivos desde el origen de los reinos y de sus principales divisiones, hasta las especies que conocemos en la actualidad.

La clasificación de los organismos puede basarse en ancestros comunes. Si todos los subgrupos de un nivel taxonómico tienen un mismo ancestro, se denominan monofiléticos; si por el contrario, provienen de varias líneas evolutivas, se llaman polifiléticos.

Las primeras diversificaciones evolutivas (hace 550 millones de años) produjeron muchas especies, de las cuales se diversificaron aun más, pero otros grupos taxonómicos se extinguieron y fueron sustituidos por otros que emergieron de otras ramas evolutivas, los grupos taxonómicos extinguidos presentaban características que fueron seleccionadas negativamente por el ambiente.

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Evidencias morfológicas

La teoría evolutiva predice que los organismos emparentados comparten similitudes que son heredadas de un ancestro común. Estas características similares se conocen como

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En esta línea existe también la denominación de órganos análogos, que son aquellos que realizan una misma función, pese a que tienen estructuras diferentes. El ejemplo clásico en esta línea son las alas de un insecto y las alas de un ave. Para ambos casos, las alas sirven para volar, pero la organización de cada una es distinta. De hecho, según la evolución estos animales provienen de antepasados muy distintos, además de ser especies diferentes. La similitud surge del hecho de que ambos se han adaptado al vuelo. Éste es un caso de

evolución convergente.

Evidencias embriológicas

Las primeras etapas del desarrollo embrionario de muchos organismos muestran grandes similitudes, lo que constituye otro argumento a favor de la existencia de antepasados comunes.

Estas evidencias están relacionadas con pruebas anatómicas. El estudio de los embriones de los vertebrados entrega una visión del desarrollo evolutivo de los grupos de animales, ya que las primeras fases de este desarrollo son iguales para los vertebrados, siendo imposible diferenciarlos entre sí. Sólo al avanzar el desarrollo del embrión aparecen las características propias de cada especie que permiten diferenciarlos. El biólogo Ernst Haeckel resumió esta situación diciendo que “la ontogenia resume la filogenia”. La ontogenia se refiere al desarrollo del individuo, especialmente al período embrionario. La filogenia se refiere al origen y desarrollo evolutivo de las especies.

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Biología molecular y evolución

Una de las pruebas que han aportado las nuevas ciencias son las correspondientes a las semejanzas bioquímicas. Se pueden mencionar muchos ejemplos de proteínas, como la hemoglobina o los citocromos, con los que se trazan árboles genealógicos entre especies, y entre individuos de una especie, comparando proteínas que desempeñen la misma función. También se pueden comparar, con mayor fiabilidad, los mensajes que codifican a estas proteínas, es decir, sus genes. Sin ir más lejos, cuando ocurren epidemias bacterianas o víricas, se recurre a estudios de este tipo para conocer la filogenia que relaciona las diferentes cepas infectivas y conocer cuál ha sido la primera cepa y dónde ocurrió la primera infección.

Al comparar estas moléculas que aparecen en todos los seres vivos, van a ser más parecidas en la medida que menores sean las diferencias evolutivas.

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Se ha encontrado que entre la hemoglobina de chimpancé y humano existen 12 aminoácidos de diferencia. Por ello, al realizar una prueba de aglutinación el mayor porcentaje de aglutinación es con el chimpancé. Con los animales que tenemos más distancia evolutiva, el porcentaje de aglutinación es menor (menor similitud proteica).

3. Selección Natural

De acuerdo al relato de Darwin, el concepto de selección natural se le ocurrió al leer al economista Malthus, quien en 1798 afirmó que gran parte del sufrimiento humano era consecuencia ineludible del potencial de la población humana de crecer más rápido que sus recursos y alimentos. Para Darwin fue evidente que este concepto se aplicaba a todas las especies y dedujo que, cuando los recursos son limitados, la producción de más individuos que los que el medio puede sostener llevará a la lucha por la existencia. De esta lucha solo un porcentaje sobrevivirá y originará nueva descendencia.

No todos los miembros de una población tienen necesariamente las mismas probabilidades de sobrevivir y reproducirse (debido a la competencia por los recursos y las parejas). En virtud de pequeñas variaciones genéticas, algunos individuos se adaptan mejor a su medioambiente que otros. Los mejor adaptados son los "que dan la talla" y tienden a sobrevivir y reproducirse en mayor grado, transfiriendo sus adaptaciones a la próxima generación con una frecuencia superior al de aquellos miembros de la población que "no dan la talla".

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La selección natural por supervivencia y reproducción diferencial lleva inevitablemente en el tiempo a un cambio de la frecuencia de los alelos favorables en aquellos individuos, que por ser los mejores, encajan en su ambiente y sobreviven dejando más descendientes. En términos de genética de poblaciones, la selección natural se define ahora más rigurosamente como la tasa de reproducción diferencial de distintos genotipos en una población.

Tipos de selección

Selección estabilizadora

La selección estabilizadora favorece los fenotipos intermedios dentro de un rango. Los extremos de las variaciones son seleccionados en contra. Los niños que pesan significativamente menos o más de 3,4 Kg. tienen porcentajes más altos de mortalidad infantil. La selección trabaja contra ambos extremos.

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www.oliverclases.forochile.org Selección Direccional

La selección direccional tiende a favorecer, a lo largo del tiempo, a fenotipos en un extremo de un rango de variación (es decir escasos). Ejemplos:

- La resistencia a los insecticidas es un ejemplo. El DDT fue un insecticida ampliamente usado. Luego de unos años de uso intensivo, el DDT perdió su efectividad sobre los insectos. La resistencia al DDT es un carácter genético (raro en un comienzo) que se convierte en un carácter favorable por la presencia de DDT en el medioambiente. Sólo aquellos insectos resistentes al DDT sobreviven dando origen a mayores poblaciones resistentes al DDT.

- Un caso interesante es la polilla Biston betularia. Antes de la Revolución Industrial, sólo se observaban polillas con alas de colores claros en árboles de troncos de color claro. Con la contaminación causada por la Revolución Industrial, los troncos se oscurecieron y las

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Selección desorganizadora o disruptiva

La selección desorganizadora favorece a individuos en ambos extremos de la variación: la selección es en contra del medio de la curva. Esto causa una discontinuidad en la variación, produciendo dos o más fenotipos distintos. Un ejemplo de esto lo da el salmón Oncorhynchus kisutch. Cuando la hembra desova, los machos se acercan al nido y vierten su esperma fecundando los huevos, los que logran hacerlo son, por un lado, los machos más grandes que luchan entre sí por acercarse, ganando generalmente el de mayor tamaño y, por el otro, los más pequeños, que logran llegar ocultándose entre las rocas, evitando así ser vistos (y pelear). De esta manera se observa, dentro de la población, una gran proporción de los dos tamaños extremos de machos.

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www.oliverclases.forochile.org Selección Sexual

Se da el caso que determinadas características, en el marco de una especie, son sexualmente atractivas, aunque carezcan de otro significado, por ejemplo, en algunas especies de aves, los machos pueden hinchar sus cuellos en una medida extraordinaria, lo cual resulta atractivo para las hembras. Por lo tanto, se seleccionan machos que pueden hinchar enormemente sus cuellos. Darwin concluyó que si bien la selección natural razonable guía el curso de la evolución, la selección sexual influye su curso, aunque no parezca existir ninguna razón evidente.

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Capitulo IV. Codigo Genetico y Sintesis De Proteica

La traducción corresponde a la síntesis de proteínas y representa un proceso irreversible. El recuadro anterior se conoce como el dogma central de la biología molecular. En éste la transcripción es sinónimo de síntesis de ARN.

La información genética se organiza en el ADN en forma de 4 nucleótidos: A, G, C y T. La información que contiene el ADN para la formación de una proteína específica pasa al ARN a través del proceso de transcripción.

A continuación se lee el ARN mensajero y se traduce ahora en otra clase de información, que son los aminoácidos que forman parte de una proteína.

1. Código genético

Si bien es cierto que el ARNm se organiza en base a 4 nucleótidos (A, U, C y G), su unidad funcional está formada por 3 nucleótidos: el triplete o codón, por ejemplo, AUU, CAG, CCA, etc. El número máximo de codones diferentes que se pueden formar son 64. El conjunto de estos 64 codones del ARNm conforma el código genético, el cual está encargado de codificar los 20 aminoácidos diferentes que existen en la naturaleza.

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Este código genético es universal, ya que todos los organismos usan los mismos codones para determinar los aminoácidos. La única excepción está dada por las mitocondrias que presentan algunos codones diferentes al resto de los seres vivos.

Por otra parte, 3 de los 64 codones se denominan sin sentido debido a que no determinan ningún aminoácido y su rol es el de señalar el término de la traducción (stop). Los 61 codones restantes se encargan de determinar los 20 aminoácidos diferentes, por lo que necesariamente deben existir sinónimos, por ejemplo, el aminoácido valina es determinado por los codones GUU, GUC, GUA y GUG. Esta propiedad algunos la han llamado

ambigüedad o degeneración del código genético.

ARN de transferencia (ARNt)

Constituye un grupo pequeño de ARN (entre 75 y 85 nucleótidos de longitud), que sirven como adaptadores moleculares durante la síntesis proteica. Los aminoácidos no pueden reconocer por sí solos los codones del ARNm. El ARNt posee un triplete de nucleótidos denominado anticodón, que establece puentes de hidrógeno con el codón del ARNm, simultáneamente puede unir al aminoácido correspondiente al codón que se leyó. Así, un aminoácido específico es llevado al ribosoma en respuesta al codón adecuado.

Los ARN de transferencia tienen una estructura secundaria en hoja de trébol. Ésta se logra por regiones que no son complementarias y que tienen forma de asa o mango y otras regiones cortas que sí son complementarias.

Los ARNt se unen a su aminoácido correspondiente en el citoplasma, proceso que requiere gasto de ATP.

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ARN ribosomal (ARNr) y Ribosomas

Los ribosomas son partículas esferoidales que contienen cantidades aproximadamente iguales de ARNr y proteína. Están en todas las células. Los ribosomas sirven como una especie de andamio para la interacción ordenada de las numerosas moléculas que intervienen en la síntesis proteica, principalmente ARNm y ARNt.

Si son centrifugados, los ribosomas eucarióticos tienen un coeficiente de sedimentación de

80s, mientras que los procarióticos tienen un coeficiente de 70s. Esto indica una diferencia estructural entre ambos.

El nucléolo es la verdadera fábrica donde se generan los ribosomas, ya que es el lugar

donde se ensamblan los ARNr, fabricados en el núcleo con las proteínas ribosómicas provenientes del citoplasma.

2. Síntesis Proteica

La síntesis de proteínas se conoce también como traducción, dado que es la transferencia de información del lenguaje de los nucleótidos al de los aminoácidos. Ocurre en tres etapas:

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Etapa de Iniciación

El primer paso de la síntesis proteica es la unión de la subunidad ribosómica menor al sitio de unión del ribosoma en la molécula de ARNm. Este sitio contiene el codón AUG (codón de inicio), en el cual comienza la síntesis proteica. Sólo después de la unión ARNm con la subunidad menor se incorpora la subunidad mayor.

Etapa de elongación

1. Entrada del segundo ARNt al sitio A, que se encuentra despejado para ser leído. Para ello, el ribosoma se desplaza a lo largo del ARNm.

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2. Formación de un enlace peptídico y la consiguiente expulsión del ARNt que estaba ocupando el sitio P.

3. Translocación del ARNt (que ahora lleva la cadena peptídico en formación) desde el sitio aminoacídico (A) hacia el peptídico (P). Esto ocurre por el desplazamiento del ribosoma a lo largo del ARNm, permitiendo que el sitio A se encuentre despejado nuevamente.

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A continuación se vuelve a formar un enlace peptídico entre el segundo y tercer aminoácido, se desprende el segundo ARNt y se trastoca el ribosoma para permitir la lectura del resto del ARNm.

Etapa de terminación

Finalmente, se llega a la terminación del proceso cuando se lee el codón UAA (codón sin sentido) que significa Fin (STOP). De esta manera se separa la proteína formada.

Durante la síntesis de proteína, cada molécula de ARNm es traducida simultáneamente por varios ribosomas, formando una estructura denominada polisoma o polirribosoma. Esto aumenta considerablemente la velocidad con que puede transcribirse un péptido largo.

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Capitulo V. Organización Del Sistema Nervioso

1. Histología del Sistema Nervioso

Fundamentalmente, se encuentra constituido por dos tipos de células: células gliales y neuronas. Estas células tienen un origen común en el Tubo Neural, que deriva embriológicamente del ectoderma.

2. Células Gliales o Neuroglias

Son un conjunto de células dispuestas en forma de una malla de sostén para las neuronas, garantizándoles una óptima funcionalidad. Algunas glias son:

Astroglia

Forman una red de soporte del sistema nervioso central, unen neuronas a sus vasos sanguíneos, ayudan a formar la barrera hematoencefálica. Son de dos tipos: protoplasmáticos, que se encuentran en la sustancia gris del sistema nervioso central, y fibrosos, que se encuentran

en la materia blanca del sistema nervioso central.

Microglia

Se derivan de los monocitos. También se le denominan como macrófagos cerebrales, su función es fagocitar y destruír los microbios y los detritus celulares. Pueden migrar al área de la lesión del tejido nervioso.

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Oligodendroglias

Dan soporte y forman un tejido conectivo semirrígido entre las neuronas del sistema nervioso central, producen una vaina de mielina alrededor de los axones de las neuronas del sistema nervioso central.

Células Ependimales

Forman una cubierta epitelial continua para los ventrículos del cerebro (espacios que forman y por donde circula el líquido cefalorraquídeo) y el conducto central de la médula espinal; probablemente participen en la circulación del líquido cefalorraquídeo en estas áreas.

3. Neurona

Caracteristicas Generales

Es una célula altamente diferenciada, tanto así que constituye parte de los llamados tejidos post-mitóticos irreversibles, pues ha perdido su capacidad de regeneración por reproducción celular. En la neurona es posible encontrar prolongaciones que son continuaciones del cuerpo neuronal y pueden ser cortas o largas, llegando a medir más de un metro. Hay que tener en cuenta que estas proyecciones se encuentran cubiertas por la membrana citoplasmática en toda su extensión.

Estas células presentan un alto metabolismo, lo que explica el gran número de mitocondrias presentes en el soma y en las prolongaciones. Además el tejido nervioso presenta gran sensibilidad al déficit de O2 y de glucosa.

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Clasificación

Los axones se pueden clasificar en dos tipos de fibras según la ausencia o presencia de vaina de mielina:

Fibras Mielínicas

Son más numerosas y de mayor diámetro, se caracterizan por poseer una vaina, la célula aplanada de Schwan presenta una prolongación de membrana plasmática que encierra una delgada capa de citoplasma. Esta membrana presenta un alto contenido del lípido

esfingomielina, por lo cual recibe el nombre de vaina mielínica. Fibras Amielínicas

(42)

www.oliverclases.forochile.org 4. Organización del Tejido Nervioso

El tejido nervioso que compone al sistema nervioso central está compuesto por los siguientes elementos:

Sustancia Gris

Corresponde a la concentración de somas neuronales con porciones de axones no mielinizados.

Sustancia Blanca

Corresponde a axones en su mayoría mielinizados. Éstos le dan su aspecto blanquecino clásico. Constituyen grupos de fibras nerviosas conocidos como vías nerviosas que comunican distintas zonas del S.N.C.

Núcleos

Son acumulaciones de sustancia gris, independientes, que se ubican en el espesor de la sustancia blanca en el SNC; corresponden a agrupaciones de somas que constituyen importantes centros nerviosos. Ejemplo: Núcleos de la base del cerebro: tálamo, formación reticular, hipotálamo.

Ganglios

Corresponden a una concentración de somas neuronales en el sistema nervioso periférico. Ejemplo: ganglios raquídeos, ganglios autónomos simpáticos y parasimpáticos.

5. Organización Anatómica del sistema nervioso

Sistema Nervioso Central (SNC)

Está constituido por aquella porción del sistema nervioso que ocupa la caja craneana y el conducto vertebral o raquídeo de la columna vertebral. En él radican los centros nerviosos que rigen los actos voluntarios e involuntarios, además de los centros de comando de la vida vegetativa y de las funciones nerviosas superiores.

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www.oliverclases.forochile.org Encéfalo

Ocupa la cavidad craneana. Está dividido en tronco encefálico (bulbo raquídeo, protuberancia anular y mesencéfalo), cerebelo y cerebro.

6. Médula Espinal

Características Anatómicas

Corresponde al primer nivel de integración ubicado dentro del conducto vertebral. Se extiende desde el agujero occipital en la base del cráneo, hasta el nivel de la primera y segunda vértebra lumbar. Está formado por sustancia gris central y sustancia blanca periférica. La sustancia gris presenta la forma de una letra H. En su centro presenta un pequeño conducto llamado canal del epéndimo. La rama horizontal de esta H es la

comisura gris, las ramas anteriores se denominan astas anteriores o motoras y las posteriores astas posteriores o sensitivas. Los nervios espinales o raquídeos resultan de la unión de la raíz anterior y posterior de la medula espinal La sustancia blanca periférica se interrumpe en la cara anterior y posterior por los surcos medios anterior y posterior respectivamente.

Funciones

La médula espinal cumple con dos grandes funciones para mantener la homeostasis del organismo, la primera conducir información sensitiva y motora por la sustancia blanca, la segunda es ser un medio de integración de reflejos, a continuación estudiaremos ambas

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por esto puede ser predecible. Representa la forma más simple de conducta y su base estructural radica en el arco reflejo.

El arco reflejo consiste en una serie de estructuras encadenadas, constituidas por un

receptor, una vía aferente (sensitiva), un centro elaborador, una vía eferente (motora) y un efector.

Receptores

Son estructuras especializadas para captar las variaciones de distintos tipos de energía en el medio ambiente, externo e interno.

Vía Aferente

Está dada por una neurona sensitiva cuya larga dendrita toma contacto con el receptor y cuyo axón toma contacto con el centro elaborador. El cuerpo de esta neurona se ubica en el ganglio sensitivo de la raíz posterior.

Centro elaborador

Estructura nerviosa encargada de recibir los impulsos aferentes y elaborar una respuesta adecuada a la naturaleza del estímulo. A este nivel encontramos neuronas intercalares o de asociación, que además actúan como integradores de la respuesta.

Vía eferente

Está constituida por neuronas motoras que llevan los potenciales de acción desde el centro elaborador hacia los efectores.

Efectores: Son las estructuras ejecutoras de la orden–respuesta enviada por el centro elaborador. Corresponden a músculos o glándulas, por lo tanto, la única modalidad de respuesta refleja es una contracción muscular o una secreción glandular.

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1. Estimulación del ligamento rotuliano. 2. Conducción de la información al centro elaborador de la medula espinal a través de la vía sensitiva o aferente.

3. Elaboración de la respuesta a nivel medular.

4. La respuesta es conducida por la vía eferente o vía motora hacia el efector. 5. El efector manifiesta la respuesta, en este caso un movimiento muscular.

7. Encéfalo

Es la porción del S.N.C. contenida en la caja craneana, se divide en: tronco encefálico, cerebro y cerebelo.

Tronco Encefálico

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haces de fibras nerviosas ascendentes y descendentes como la vía motora piramidal descendente que se decusa hacia el lado corporal opuesto. La función del bulbo está relacionada con el control de la función involuntaria, donde encontramos el centro respiratorio, centro cardiovascular, centro de la deglución, de la tos, el estornudo, secreción gástrica, etc.

Protuberancia anular o Puente de Varolio

Se ubica entre el bulbo raquídeo y el mesencéfalo. La dirección transversal de sus fibras le da un aspecto de puente. Estas fibras transversales se dirigen hacia el cerebelo, constituyendo los pedúnculos cerebelosos, medios que conectan ambos hemisferios cerebelosos. En ella encontramos fibras ascendentes y descendentes y algunos núcleos grises de origen de nervios craneanos. También encontramos parte del centro respiratorio: el centro neumotáxico y el centro apnéustico, que regulan la respiración.

Mesencéfalo

Se encuentra por encima de la protuberancia constituyendo los pilares o pedúnculos cerebrales que no son más que un conjunto de haces ascendentes y descendentes de fibras nerviosas. También aquí encontramos algunos núcleos grises que cumplen la función de estación de relevo en la vía visual y en la vía acústica.

Formación Reticular

Se encuentra a todo lo largo del tronco, dispuesto como un núcleo gris, responsable de la

regulación sueño-vigilia, gracias a su función de gobernar el nivel de conciencia o estado de alerta del individuo.

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Cerebelo

Se ubica posterior al tronco encefálico y se comunica íntimamente con él a través de los pedúnculos cerebelosos. En la sustancia gris se halla en la superficie externa (corteza cerebelosa), mientras que la sustancia blanca se localiza internamente. Su función principal es la de regular la actividad motora voluntaria, gracias a tres actividades:

 Controla el equilibrio estático y dinámico, función que es compartida con el aparato vestibular del oído interno, constantemente está recibiendo información del estado físico del cuerpo, por ejemplo, tendones, articulaciones, receptores para el equilibrio, que le permiten conocer la postura equilibrio y todos los movimientos del cuerpo.

 Regula el tono muscular: Según la postura y actividad que se esté realizando, el cerebelo aumentará el tono muscular (grado de semicontracción pasiva muscular), integrando la orden de la corteza cerebral con la información que llega desde los propioceptores.

 Regula la coordinación motora: Para que se realice un movimiento, los distintos grupos musculares deben actuar coordinadamente en intensidad de contracción y en la secuencia de tiempo en que ordenadamente se van contrayendo. Se puede decir que la precisión de todos nuestros movimientos, como pintar o enhebrar una aguja, se debe al cerebelo.

Cerebro

Es el centro superior, por excelencia, del sistema nervioso. Es un órgano de aproximadamente 1.350 grs. de peso, de forma ovoide. Se encuentra dividido en dos

hemisferios cerebrales, por una gran cisura que recorre su cara superior: la cisura interhemisférica. Sin embargo, esta división es incompleta ya que, al separar los dos hemisferios y mirar al fondo de la cisura, vemos que existe una serie de estructuras que conectan ambos segmentos. Son las llamadas comisuras, de las cuales la más importante es el cuerpo calloso, estructura de sustancia blanca en forma de gancho.

En el cerebro, la distribución de sustancia gris y sustancia blanca es a la inversa de la observada en la médula. La sustancia gris se dispone periféricamente, formando una capa delgada llamada corteza cerebral. La sustancia blanca forma casi todo el parénquima cerebral y conecta la corteza con los otros núcleos de sustancia gris, ubicados en la base del cerebro.

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capacidad de aprendizaje, la memoria, el lenguaje, los actos, etc. (funciones corticales superiores). Además, es la iniciadora de los movimientos voluntarios.

Áreas corticales

El aspecto de la superficie cerebral muestra un gran número de pliegues limitados por surcos y cisuras. Cada pliegue recibe el nombre de circunvolución cerebral y los surcos

más profundos llamados cisuras delimitan grandes áreas conteniendo varias circunvoluciones, son los llamados lóbulos cerebrales.

Las áreas corticales son de 3 tipos:

 Sensoriales: Reciben las aferencias sensitivas y se hacen conscientes.

 Motoras: Envía las órdenes motoras voluntarias.

 De asociación: Áreas corticales integradoras y coordinadoras que contactan áreas motoras y sensitivas

Áreas somestésicas o sensoriales generales

Reciben las sensaciones generales: tacto, presión, calor, frío y propiocepción. Se ubican en la zona post–Rolándica de la corteza. En esta área se encuentran representados todos los segmentos del cuerpo humano, donde la cantidad de área asignada es directamente proporcional al número de receptores sensoriales que hay en cada parte del cuerpo.

Áreas sensoriales especiales

Son aquellas áreas de la corteza en las cuales se elabora la información proveniente de cualquiera de los órganos llamados sensoriales que tienen sus receptores en regiones bien localizadas del cuerpo, por ejemplo, la visión.

Área Premotora

Está localizada inmediatamente por delante de la corteza motora primaria. La topografía de esta área es similar a la de la corteza motora primaria, con predominio de manos y cara. Las señales nerviosas originadas en el área premotora producen movimientos que comprometen a grupos de músculos que realizan tareas específicas aprendidas, como escribir.

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www.oliverclases.forochile.org Área de Asociación

Se distribuyen en la corteza cerebral no ocupada por áreas específicas. No son áreas que estén en contacto con la periferia, sino que conectan las áreas sensitivas y motoras entre sí, entregando todas las sensaciones y la motricidad en un solo y complejo panorama.

Diencéfalo

Tálamo

Es una formación par, ovoide, que constituye la estación de relevo para todas las sensaciones. El tálamo forma la pared externa del tercer ventrículo. El tálamo, junto al hipotálamo, forman parte del diencéfalo y no de los núcleos de la base.

Hipotálamo

Es una pequeña porción del diencéfalo que se localiza por abajo del tálamo, está protegido parcialmente por la silla turca del hueso esfenoides. La información llega a hipotálamo por medio de vías aferentes que se originan en los órganos sensitivos periféricos, además tiene varias conexiones muy importantes con la glándula hipófisis. Sus funciones están relacionadas con la supervivencia del organismo, de la especie, así como de la integración emocional del comportamiento, entre sus funciones se cuentan:

1. Transducción de manifestaciones fisiológicas de los fenómenos psicológicos (somatización). Cuando la corteza cerebral interpreta emociones fuertes, envía impulsos nerviosos a hipotálamo, el cual dirige impulsos por sistema nervioso autónomo y además libera sustancias químicas que estimulan a la glándula hipofisiaria anterior, provocando cambios en las actividades corales.

2. Controla el sistema nervioso autónomo. Esto se logra mediante axones de neuronas que viajan desde los núcleos hipotalámicos, hasta los núcleos simpáticos y parasimpáticos en el tallo cerebral y médula espinal

3. Controla ciclos biológicos, muestra propiedades de ser un oscilador autorregulado, por ejemplo, regula la ingesta de alimentos.

4. Presenta los centros de hambre y saciedad.

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músculo liso de vasos sanguíneos, provocando vasodilatación y aumento de la pérdida de calor. Por el contrario, si la temperatura de la sangre que pasa por hipotálamo es inferior a la temperatura normal del cuerpo hipotálamo, genera impulsos que producen vasocontricción cutánea.

8. Es el principal intermediario entre el sistema nervioso y el sistema endocrino; el hipotálamo secreta sustancias químicas (hormonas o factores reguladores) que actúan sobre la glándula hipófisis, además el hipotálamo produce dos hormonas: la hormona antidiurética y la oxitocina.

8. División Funcional Sistema Nervioso Periférico (S.N.P.)

Se divide funcionalmente en 2 sistemas: Sistema nervioso voluntario o somático y el sistema nervioso autónomo, neurovegetativo o visceral.

Sistema Nervioso Somático

Se refiere a la inervación (nervios que llegan a una determinada zona) de músculos voluntarios. Por lo tanto, controlan la contracción de estos tipos musculares.

Sistema Nervioso Autónomo

Es la parte del sistema nervioso que regula y controla las funciones viscerales y vegetativas del organismo, por ejemplo, secreción de glándulas exocrinas, función digestiva, micción, temperatura corporal, etc.

Sus centros nerviosos se localizan en el hipotálamo, el tronco encefálico y la médula espinal, reciben un importante influencia de las situaciones que el sujeto percibe en forma consciente y de las acciones voluntarias enviadas por la corteza cerebral.

El SNA se divide en 2 subsistemas: a. Sistema nervioso simpático. b. Sistema nervioso parasimpático.

Los órganos que controla el SNA son inervados por ambos subsistemas. Ambos sistemas están formados por neuronas motoras que actúan en forma coordinada, pero tienen efectos

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Capitulo VI. Impulso Nervioso Y Sinapsis

1. Impulso Nervioso

La propiedad más importante de las neuronas es responder ante estímulos, generando una respuesta bioeléctrica que viaja a lo largo de toda la neurona. La célula muscular también es excitable, junto a la neurona, constituyendo los dos únicos tipos que presentan esta propiedad.

Estado de Reposo

La concentración de los iones K+ en el citoplasma de un axón es aproximadamente 30 veces superior a la del fluido externo, por el contrario, la concentración de iones Na+ es unas 10 veces mayor en el fluido extracelular, que en el citoplasma, esta distribución de iones a ambos lados de la membrana depende de 3 factores.

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Esta diferencia de concentración entre Na+ y K+ se mantienen por la bomba Na+ - K+ ATPasa, con gasto de ATP.

El potencial de reposo de una membrana es de – 70 mili volt, siendo un estado muy inestable en la neurona.

Despolarización

Al estimular la membrana se vuelve permeable al ingreso de iones Na+, abriendo canales que permiten la entrada masiva de estos iones al interior de la célula a favor del gradiente y

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Repolarización

Alcanzado el potencial de acción, es decir, durante la inversión de cargas, se abre la mayoría de los canales de iones K+, los que fluyen hacia fuera del axón debido al gradiente de concentración y también a la carga positiva dentro del axón por aumento de iones Na+, durante el pico del potencial de acción. Este flujo contrarresta al flujo previo de iones Na+ hacia adentro y el potencial de reposo se reestablece rápidamente.

Hiperpolarización

La salida de K+ excede el potencial de reposo normal y brevemente se vuelve más negativo, es decir – 80 a - 90 mV. En este momento, la entrada de Na+ y la salida de K+ tiene las concentraciones de estos iones al revés de lo normal, lo que impide que la neurona vuelva a ser excitada, es decir, que genere un nuevo potencial de acción, período que recibe el nombre de período refractario absoluto.

La alteración de las concentraciones de Na+ - K+ reactivan a la bomba Na+ - K+ ATPasa, la cual restablece el potencial de reposo de membrana normal, sacando Na+ al exterior e ingresando el K+ que salió durante la repolarización, el tiempo que tarda volver a restablecer el potencial de reposo normal, la membrana se encuentra en el período refractario relativo, durante el cual puede excitarse nuevamente la membrana si el estímulo es supraumbral.

Propagación del Impulso

El potencial de acción se autopropaga por la membrana neuronal porque en su pico, cuando al interior de la membrana en la región activa es comparablemente positivo, los iones de carga positiva que se encuentran en esa zona se mueven desde esa región al área adyacente dentro del axón, que aún es comparativamente negativa, la cual comienza a hacerse menos negativa, abriendo canales de Na+ regulados por voltaje que permiten entrar al Na+ precipitadamente, despolarizando esa región de la membrana. Como consecuencia de este proceso de renovación, que se repite a lo largo del axón, el impulso nervioso se conduce a una distancia considerable a una fuerza absolutamente no menguada.

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Este potencial de acción puede ser bidireccional, dado un estímulo al centro del axón de una neurona en reposo absoluto, pudiendo viajar en ambos sentidos dentro de la neurona. 2. Características del Potencial de acción

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3. Estímulo Supraumbral, que tiene una intensidad mayor al mínimo necesario y también es capaz de generar potencial de acción.

El umbral de excitación está en relación al potencial de reposo de la neurona. Así, un estímulo umbral para vencer un potencial de -70 mv va a ser subumbral para otra neurona que tiene un potencial de -80 mv.

La hiperpolarización de una neurona implica aumentar el umbral de excitación, por lo que la neurona se hace más difícil de estimular.

Ley del todo o nada

Una vez desencadenado un potencial de acción en cualquier punto de la membrana, el proceso de despolarización viaja por toda la membrana si las condiciones son las adecuadas, o no lo hace en absoluto.

Una vez que se genera este potencial de acción, tiene la misma duración y amplitud que si se inicia por un estímulo umbral o supraumbral. Es decir, no por aumentar la intensidad del estímulo aumenta también el potencial de acción, no existen respuestas intermedias, todo o nada.

Conducción del Impulso

En las neuronas que carecen de vaina de mielina se habla de una conducción continua, porque el potencial de acción va despolarizando toda la membrana neuronal. Sin embargo, las neuronas con vaina de mielina presentan una conducción saltatoria. Esto se produce porque la vaina se comporta como un excelente aislante que reduce el flujo de iones a través de la membrana en unas 5000 veces. Los iones sólo pueden fluir a través de los nódulos de Ranvier y, por lo tanto, los potenciales se pueden producir sólo en los nódulos. La conducción saltatoria tiene valor por 2 razones: al hacer que la despolarización se conduzca entre nódulos el potencial de acción se hace más rápido, entre 5 y 50 veces. En segundo lugar, ahorra energía para la neurona, porque sólo se despolarizan los nódulos.

Velocidad de Conducción

Si bien es cierto el potencial de acción obedece a la ley de Todo o Nada, es decir, que la fuerza electromotriz generada es de magnitud constante, se puede modificar en cambio su