Este documento describe los diferentes niveles de organización biológica, desde las partículas elementales hasta las especies. Explica las características de las células procariotas y eucariotas, destacando que las procariotas carecen de núcleo y organelas mientras que las eucariotas las contienen. También resume los principales componentes químicos de la célula, incluyendo el agua, proteínas, ácidos nucleicos y más, y explica las interacciones no covalentes como fuerzas de van der Waals y pu

1. Unidad de Organización Biológica
TM. Paulina Fernández
Garcés
Especialidad en Bioanálisis
Clínico Hematología y Banco de
Sangre
paufernandezg@udec.cl

2. NIVELES DE ORGANIZACIÓN.
Partículas Elementales
Átomos
Moléculas
Macromoléculas
Organizaciones Supramoleculares (virus)
Organoides
Células
Procariontes Eucariontes

3. UNIDADES DE ORGANIZACIÓN.
• vid s m nifie tae m ne d e p c sd re sq p s e
La a e a s n illo s e s e ie ife nte ue o e n
c m o m nto , fo a y func ne p p s La e p c ss o e n e
o p rta ie s rm s io s ro ia . s s e ie e rd na n
g o d o a m sc d ve m sa p s
rup s e rg nis o a a z á m lio .
Especie Géneros Familias Ordenes Clase
Unad la c s a io sm sus d sp p nela
e s la ific c ne á a a ro o Phylum
d ió e c o re s
ivis n n inc ino :
• Mó ra (bacterias y algas azules)
ne s
Reinos clásicos:
• P tis s(Protozoos)
ro ta vegetal y animal
• Ho o (Mohos, Hongos verdaderos)
ng s
• Ve e le (Algas verdes, rojas, Briofitas)
g ta s
• Anim le (Metazoos)
a s

5. LA CÉLULA
•
Unid d func na y e truc l
a io l s tura
d lavid .
e a
• é sBa te na : 1-2µmd
C lula c ria s e
d m tro
iá e
• é sd o a m s
C lula e rg nis o
s e re : 10 0ve e m sq
up rio s -2 c s á ue
la c lula b c ria s
s é s a te na .
• sp ip le d re ia e
La rinc a s ife nc s ntre
la e truc sc lula sd fine 2
s s tura e re e n
g nd sc s sd o a m :
ra e la e e rg nis o
PROCARIOTAS Y
EUCARIOTAS.

6. Célula Procarionte
• Las bacterias corresponden a
organismos unicelulares que se
reproducen por fisión binaria.
• Su tamaño es del orden de los
micrones e implica una relación
superficie volumen muy alta:
aproximadamente 100.000.
CARACTERÍSTICAS
1. No poseen organelas rodeadas por membranas.
2. Procesos bioquímicos tienen lugar en la membrana citoplasmática.
3. El cromosoma bacteriano esta constituido por ADN circular que se ubica
en la región denominada nucleoide.
4. Distribuidos en el citoplasma bacteriano se encuentran pequeños lazos de
ADN conocidos como plásmidos

7. Célula Procarionte
• Poseen:
3. Membrana Plasmática
4. Pared celular rígida Escherichia coli, cepa
hemorrágica 0157:H7
5. Citoplasma que contiene el
citosol
6. ADN libre en el citosol
7. Ribosomas Libres en el citosol
8. En la superficie pilis o flagelos.
Escherichia coli división por
fisión binaria.

8. Célula Eucarionte:
• Vegetales y animales
multicelulares y también
organismos multicelulares
simples llamados protozoos,
hongos y algas.
CARACTERÍSTICAS
4. Presencia de organelos separados
por membranas.
5. ADN empaquetado en
cromosomas
6. Presencia de cuerpos digestivos

9. Principales Diferencias:
Estructura /Proceso Eucariota Procariota
Membrana Nuclear Presente Ausente
ADN Combinado con proteínas Desnudo y circular
Cromosomas Múltiples Único
División Celular Mitosis o Meiosis Fisión Binaria
Mitocondria Presentes (ribosomas 70S) Ausente
Cloroplasto Presente en células vegetales Ausente
Ribosomas 80S(a 60S y 40S sus 70S (a 50S y 30S sus
subunidades) subunidades)
Pared Celular Presente en vegetales Presente constituida por
constituida por celulosa mureína
Nucleolos Presente Ausente
Retículo Endoplasmático Presente Ausente
Órganos de locomoción Cilios y flagelos que al corte Flagelos sin estructura 9+2
transversal presentan una
distribución característica
de microtúbulos: 9+ 2

10. Componentes Químicos de la Célula
Ácidos nucleicos •75 a 85% agua
•2 al 3 % sales minerales
Proteínas
Orgánico •13 % componente
Hidratos de Carbono
s orgánico.
Lípidos
Libre (95% del total)
Agua
Inorgánicos Ligada (5% del total)
Minerales.

11. El Agua en los procesos biológicos
• El agua es el mayor componente celular. Su contenido está relacionado
directamente con la edad y con la actividad metabólica.
• Actúa como solvente natural de los iones y como medio de dispersión coloidal de
la mayor parte de las macromoléculas.
• Interviene en la eliminación de sustancias de la célula. Absorbe calor (por su
elevado coeficiente calórico) lo que evita generar cambios drásticos de
temperatura en la célula.
FUNCIONES
- Soporte
- Amortiguador térmico
- Transporte de sustancias
- Lubricante (amortigua el roce entre órganos)
- Favorece la ciculación y turgencia
- Puede intervenir como reactivo en reacciones metabólicas.

12. El Agua en los procesos biológicos
q- q-
Pares de electrones no enlazados
Grupo OH potentes donadores de
los enlaces de H
q+ q+
H H
Orbitales más externos intervienen en los
enlaces covalentes con los H

13. • El agua posee una fuerte tendencia a formar enlaces de hidrógeno con
otras moléculas de agua.
• El agua es simultáneamente donador y aceptor de enlace de H, por lo
tanto es una red dinámica de moléculas unidas por enlaces de
hidrógeno.
La evaporación del agua requiere
una cantidad de energía alta para
una molécula de su tamaño, por
lo tanto, el calor de evaporación
como el punto de ebullición son
excepcionalmente elevados.

14. El agua es disolvente universal por sus propiedades:
2. Formas puentes de H
3. Carácter dipolar.
Además es disolvente grupos como:
- Hidroxilo
- Aminas
- Compuestos sulfhidro
- Ésteres
- Cetonas.
El agua es capaz de disolver compuestos iónicos por su naturaleza
dipolar.

15. Interacciones dipolo del agua con cationes y aniones hacen que los
iones se hidraten (se rodean de capas de moléculas de agua
denominadas capas de hidratación).
a) Las capas de hidratación
son energéticamente
favorables
b) ε elevada del agua
apantalla la fuerza
electrostática de los iones
con carga y así no se
unen nuevamente.
Las moléculas hidrófobas en solución acuosa al disolverse no forman
capas de hidratación, sino, estructuras de CLATRATO similares al
hielo o JAULAS alrededor de las moléculas polares

16. Las moléculas hidrófobas en solución acuosa
al disolverse no forman capas de hidratación,
sino, estructuras de CLATRATO similares
al hielo o JAULAS alrededode las moléculas
polares
Las moléculas anfipáticas (con propiedades
hidrofíliicas e hidrofóbicas), pueden formar
una monocapa en la superficie del agua,
donde sólo los grupos de cabezas hidrofílicos
están sumergidos. Al agitarse se forman
MICELAS O VESÍCULAS

17. La Matriz de la vida: Interacciones débiles en
medio acuoso.
Macromoléculas estructurales y Unidas por enlaces covalentes
funcionales
No es capaz de describir la
complejidad de las estructuras
moleculares de la biología.
Unas interacciones mucho más débiles son las encargadas de generar estructuras
finas: enlaces no covalentes o fuerzas no covalentes.

18. Naturaleza de las interacciones no covalentes.
• Inte c io sc rg -c rg
ra c ne a a a a
• Inte c io sd o p rm ne ind id
ra c ne ip lo e a nte uc o
• Re uls n Mo c r e d ta ia m
p ió le ula n is nc s uy
re uc a : Ra iod va d r W a .
d id s d e n e a ls
• Enla e d Hid g no
c s e ró e

19. Interacciones Carga-Carga
Interacciones electrostáticas entre un par de partículas cargadas.
Las moléculas poseen carga eléctrica neta.
Cl-
P 3
O
Aniones
Ejercen fuerzas sobre
las demás
Na+
moléculas.
K+
2+
Cationes Mg

20. • El e rno b ló ic no e va ío e unac lula la c rg se tá s m re
nto io g o s c , n é , s a a s n ie p
s p ra a p r a uao p r o sm lé ula o p rte d m lé ula .
ea ds o g o tra o c s a s e o c s
• Lae te iad un m d d lé tric tie un e c “p nta d r” o re
xis nc e e io ie c o ne fe to a a lla o s b
la o sc rg s
s tra a a .
• Es e c s e re ac n núm ro s d e ió La constante dieléctrica
te fe to e xp s o e in im ns n:
“ ε”
Cuanto más elevado es este valor,
más débil es la fuerza entre las
cargas separadas.

21. Naturaleza de las interacciones no covalentes.
• Inte c io sc rg -c rg
ra c ne a a a a
• Inte c io sd o p rm ne ind id
ra c ne ip lo e a nte uc o
• Re uls n Mo c r e d ta ia m
p ió le ula n is nc s uy
re uc a : Ra iod va d r W a .
d id s d e n e a ls
• Enla e d Hid g no
c s e ró e

22. Interacciones Dipolo permanentes e inducido.
• Las moléculas sin carga neta pueden tener una distribución asimétrica
de la carga.
Ej. CO, molécula polar dipolo permanente, ya que posee un momento
dipolar permanente (µ) este expresa la magnitud de la polaridad de
una molécula.
En el entorno acuso de una célula, un dipolo permanente puede ser
atraído por un ión cercano, interacción carga- dipolo o por otro di polo
permanente, interacción dipolo-dipolo. Estas interacciones dipolares
dependen de la orientación de los dipolos.
• Las moléculas que no tienen momentos dipolares permanetes pueden
polarizarse al ser sometidas a un campo eléctrico. Las intecciones de
las moléculas polarizadas se denominan “interacciones de dipolos
inducidos”

23. Naturaleza de las interacciones no covalentes.
• Inte c io sc rg -c rg
ra c ne a a a a
• Inte c io sd o p rm ne ind id
ra c ne ip lo e a nte uc o
• Re uls n Mo c r e d ta ia m
p ió le ula n is nc s uy
re uc a : Ra iod va d r W a .
d id s d e n e a ls
• Enla e d Hid g no
c s e ró e

24. Radio de van der Waals.
• Corresponde a repulsiones moleculares en distancias muy reducidas.
• Cuando moléculas o átomos sin enlaces covalentes se acercan tanto
que sus orbitales se solapan existe una repulsión mutua que aumenta
cuando la distancia entre los centros de sus átomos disminuye.

25. Naturaleza de las interacciones no covalentes.
• Inte c io sc rg -c rg
ra c ne a a a a
• Inte c io sd o p rm ne ind id
ra c ne ip lo e a nte uc o
• Re uls n Mo c r e d ta ia m
p ió le ula n is nc s uy
re uc a : Ra iod va d r W a .
d id s d e n e a ls
• Enla e d Hid g no
c s e ró e

26. Puentes de Hidrogeno
Importante enlace, que corresponde a una interacción entre un átomo
de H+ unido covalentemente a un grupo donador.
Ej. -O-H o bien, > N-H
Y un par de electrones libre pertenecientes a un aceptor como:
Ej. O= C- o bien, N
q+
q-
-
DONADOR H AC TOR
EP
- - -
Enlace covalente Enlace de H
Longuitud del enlace Dirección del
enlace

27. La capacidad de donador depende de la electronegatividad
> Electronegatividad > carga (-) extrae del H al cual está enlazado
El H s vue m sp s
e lve á o itivoy e a íd c n m sfue ha ia
s tra o o á rza c
e p r d e tro sd l a e to
l a e lc ne e c p r.
Entrelo á m sd lo c m ue to b ló ic s O y N s n e c ne a m nte
s to o e s o p s s io g o : o le tro g tiva e
a e ua o p rac m o rs c m d na o sfue s
d c d s a o p rta e o o o d re rte .
Es tip d e c :
te o e nla e
• Es como una interacción carga-carga
• Comparte electrones (como el enlace covalente) entre el H y el aceptor.
• Su energía es superior a la de la mayoría de los otros enlaces covalentes.
• Los enlaces son direccionales (como los covalentes): el anlace H-donador
apunta hacia el par de electrones de aceptor.

28. Resumen

29. Unidad de Organización Biológica
TM. Paulina Fernández
Garcés
Especialidad en Bioanálisis
Clínico Hematología y Banco de
Sangre
paufernandezg@udec.cl