INSTITUITO TECNOLOGICO DE CD ALTAMIRANO.
INGENIERIA EN AGRONOMIA.
ALUMNO. EDUARDO TORRES SANTIBAÑEZ
# DE CONTROL: 13930034
MATERIA: BIOLOGIA CELULAR.
RESUMEN CORRESPONDIENTE A LA 1 UNIDAD.
PROFESORA: ERIKA OROPEZA BRUNO.
06/SEP/2013.
1.1 FUNDAMENTOS DE LA BIOLOGIA
A diferencia de la física, la biología no
suele describir sistemas biológicos en términos de objetos que obedecen leyes
inmutables descritas por la matemática. No obstante, se caracteriza por seguir
algunos principios y conceptos de gran importancia, entre los que se incluyen
la universalidad, la evolución, la diversidad, la continuidad, la homeóstasis y
las interacciones.
Universalidad: bioquímica, células y el
código genético
Representación
esquemática de la molécula de ADN, la molécula portadora de la información
genética.
Hay muchas constantes universales y procesos
comunes que son fundamentales para conocer las formas de vida. Por ejemplo,
todas las formas de vida están compuestas por células, que están basadas en una bioquímica común, que es la química de los seres vivos.
Todos los organismos perpetúan sus caracteres hereditarios mediante el material genético, que está
basado en el ácido nucleico ADN, que emplea un código genético universal. En la biología del
desarrollo la característica de la universalidad también está presente: por
ejemplo, el desarrollo temprano del embrión sigue unos pasos básicos que son muy
similares en mucho organismos metazoo.
Evolución: el principio central de la biología
Uno de los conceptos centrales de la biología
es que toda vida desciende de un antepasado común que ha seguido el proceso de la
evolución. De hecho, ésta es una de las razones por la que los organismos
biológicos exhiben una semejanza tan llamativa en las unidades y procesos que
se han discutido en la sección anterior. Charles Darwin conceptualizó y publicó la teoría de la
evolución en la cual uno de los principios es la selección natural (a Alfred Russell Wallace se le suele reconocer como
codescubridor de este concepto). Con la llamada síntesis moderna de la teoría evolutiva, la deriva genéticafue aceptada como otro mecanismo fundamental
implicado en el proceso.
Los cromosomas
Sabemos que el ADN, sustancia fundamental
del material cromático difuso (así se observa en la célula de reposo),está
organizado estructural y funcionalmente junto a ciertas proteínas y ciertos
constituyentes en formas de estructuras abastonadas llamadas cromosomas.
Las unidades de ADN son las responsables de las características estructurales y
metabólicas de la célula y de la transmisión de estos caracteres de una célula
a otra. Estas reciben el nombre de genes y están colocadas en un orden lineal a
lo largo de los cromosomas.
Los genes
El gen es la unidad básica de material
hereditario, y físicamente está formado por un segmento del ADN del cromosoma.
Atendiendo al aspecto que afecta a la herencia, esa unidad básica recibe
también otros nombres, como recón, cuando lo que se completa es la capacidad de
recombianción (el recón será el segmento de ADN más pequeño con capacidad de
recombinarse), y mutón, cuando se atiende a las mutaciones (y, así, el mutón
será el segmento de ADN más pequeño con capacidad de mutarse).
Filogenia
Se llama filogenia al estudio de la historia
evolutiva y las relaciones genealógicas de las estirpes. Las comparaciones de
secuencias de ADN y de proteínas, facilitadas por el desarrollo técnico de la biología molecular y de la genómica, junto con el estudio comparativo de fósiles u otros restos paleontológicos, generan la
información precisa para el análisis filogenético. El esfuerzo de los biólogos
por abordar científicamente la comprensión y la clasificación de la diversidad
de la vida ha dado lugar al desarrollo de diversas escuelas en competencia,
como la fenética, que puede considerarse superada, o la cladística. No
se discute que el desarrollo muy reciente de la capacidad de descifrar sobre
bases sólidas la filogenia de las especies está catalizando una nueva fase de
gran productividad en el desarrollo de la biología.
Diversidad: variedad de organismos vivos
Árbol filogenético de los seres vivos basado en datos
sobre su rARN. Los tres reinos principales de seres vivos aparecen claramente
diferenciados: bacterias, archaea y eucariotas tal y como fueron descritas inicialmente
por Carl Woese. Otros árboles basados en datos genéticos de
otro tipo resultan similares pero pueden agrupar algunos organismos en ramas
ligeramente diferentes, presumiblemente debido a la rápida evolución del rARN.
La relación exacta entre los tres grupos principales de organismos permanece
todavía como un importante tema de debate.
A pesar de la unidad subyacente, la vida
exhibe una asombrosa diversidad en morfología, comportamiento y ciclos vitales. Para afrontar esta diversidad, los biólogos
intentan clasificar todas las formas de vida. Esta clasificación científica
refleja los árboles evolutivos (árboles filogenéticos) de los diferentes organismos. Dichas
clasificaciones son competencia de las disciplinas de lasistemática y la taxonomía. La taxonomía sitúa a los organismos en grupos
llamados taxa,
mientras que la sistemática trata de encontrar sus relaciones.
Haeckel (1866)
Tres reinos |
Chatton
(1925) Dos reinos |
Copeland
(1938,56) Cuatro reinos |
Whittaker
(1969) Cinco reinos |
Woese
(1977,90) Tres dominios |
Monera
|
Monera
|
|||
Sin embargo, actualmente el sistema de Whittaker, el de los cinco reinos se
cree ya desfasado. Entre las ideas más modernas, generalmente se acepta
el sistema de tres dominios:
Archaea (originalmente Archaebacteria)
Bacteria (originalmente Eubacteria)
Estos ámbitos reflejan si las células poseen
núcleo o no, así como las diferencias en el exterior de las células. Hay
también una serie de "parásitos intracelulares" que, en términos de
actividadmetabólica son cada vez "menos vivos",
por ello se los estudia por separado de los reinos de los seres vivos, estos
serian los:
Hay un reciente descubrimiento de una nueva
clase de virus, denominado mimivirus, ha causado que se proponga la existencia de un
cuarto dominio debido a sus características particulares, en el que por ahora
sólo estaría incluido ese organismo.
Continuidad: el antepasado común de la vida
Se dice que un grupo de organismos tiene un
antepasado común si tiene un ancestro común. Todos los organismos existentes en la
Tierra descienden de un ancestro común o, en su caso, de un fondo genético
ancestral. Este último ancestro común universal, esto es, el ancestro común más reciente de
todos los organismos que existen ahora, se cree que apareció hace alrededor de3.500 millones de años
La noción de que "toda vida proviene de
un huevo" (del latín "Omne vivum ex ovo")
es un concepto fundacional de la biología moderna, y viene a decir que siempre
ha existido una continuidad de la vida desde su origen inicial hasta la
actualidad. En el siglo XIX se pensaba que las formas de vida
podían aparecer de forma espontánea bajo ciertas condiciones (véase abiogénesis). Los biólogos consideran que la universalidad
del código genético es una prueba definitiva a favor de la
teoría del descendiente común universal (DCU) de todas las bacterias,
archaea y eucariotas.
Interacciones: grupos y entornos
Todos los seres vivos interaccionan con otros
organismos y con su entorno. Una de las razones por las que los sistemas
biológicos pueden ser difíciles de estudiar es que hay demasiadas interacciones
posibles. La respuesta de una bacteria microscópica a la concentración de
azúcar en su medio (en su entorno) es tan compleja como la de un león buscando
comida en la sabana africana. El comportamiento de una especie en particular puede ser cooperativo o agresivo; parasitario o simbiótico. Los estudios se vuelven mucho más complejos
cuando dos o más especies diferentes interaccionan en un mismo ecosistema; el estudio de estas interacciones es competencia
de la ecología.
Alcance y disciplinas de la biología
La biología se ha convertido en una
iniciativa investigadora tan vasta que generalmente no se estudia como una
única disciplina, sino como un conjunto de subdisciplinas. Aquí se considerarán
cuatro amplios grupos.
El primero consta de disciplinas que estudian las estructuras básicas de los sistemas vivos: células, genes, etc.;
El primero consta de disciplinas que estudian las estructuras básicas de los sistemas vivos: células, genes, etc.;
el
segundo grupo considera la operación de estas estructuras a nivel de tejidos,
órganos y cuerpos;
una tercera agrupación tiene en cuenta los organismos y sus historias;
una tercera agrupación tiene en cuenta los organismos y sus historias;
la última constelación de disciplinas está enfocada a las interacciones.
Sin embargo, es importante señalar que estos
límites, agrupaciones y descripciones son una descripción simplificada de la
investigación biológica. En realidad los límites entre disciplinas son muy
inseguros y, frecuentemente, muchas disciplinas se prestan técnicas las unas a
las otras. Por ejemplo, la biología de la evolución se apoya en gran medida de
técnicas de la biología molecular para determinar las secuencias de ADN que ayudan a comprender la variación genética
de una población; y la fisiología toma préstamos abundantes de la biología
celular para describir la función de sistemas orgánicos.
1.2 LA TEORÍA CELULAR
es una parte
fundamental y relevante de la Biología que explica la constitución
de los seres
vivos sobre la base de células, y el papel que éstas
tienen en la constitución de lavida y en la
descripción de las principales características de los
seres vivos.
Principios
Varios científicos
postularon numerosos principios para darle una estructura adecuada:
Robert Hooke,
observó una muestra de corcho bajo el microscopio, Hooke no vio células tal y
como las conocemos actualmente, él observó que el corcho estaba formado por una
serie de celdillas de color transparente, ordenadas de manera semejante a las
celdas de una colmena; para referirse a cada una de estas celdas, él utiliza la
palabra célula.
Anton Van Leeuwenhoek, usando microscopios
simples, realizó observaciones sentando las bases de la morfología
microscópica. Fue el primero en realizar importantes descubrimientos con
microscopios fabricados por sí mismo. Desde 1674 hasta su muerte realizó
numerosos descubrimientos. Introdujo mejoras en la fabricación de microscopios
y fue el precursor de la biología experimental, la biología celular y la
microbiología.(Descubrio los microbios en el agua) A finales del siglo
XVIII, Xavier
Bichat, da la primera definición de tejido (un conjunto de células con forma y
función semejantes). Más adelante, en 1819, Meyer le dará el nombre de
Histología a un libro de Bichat titulado “Anatomía general aplicada a la
Fisiología y a la Medicina”. Dos científicos
alemanes, Theodor
Schwann, histólogo y fisiólogo,
y Jakob Schleiden, botánico, se percataron de
cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica deanimales y plantas, en particular la
presencia de centros o núcleos, que el botánico británico Robert Brown había
descrito recientemente (1831). Publicaron juntos la obra Investigaciones
microscópicas sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las
plantas y los animales (1839) . Asentaron el primer y segundo
principio de la teoría celular histórica: "Todo en los seres vivos está
formado por células o productos secretados por
las células" y "La célula es
la unidad básica de organización de la vida". Otro alemán, el médico Rudolf Virchow,
interesado en la especificidad celular de la patología (sólo
algunas clases de células parecen implicadas en cada enfermedad) explicó lo que
debemos considerar el tercer principio: '"Toda célula se ha
originado a partir de otra célula, por división de ésta".
Ahora estamos en condiciones
de añadir que la división es por bipartición, porque a pesar de ciertas
apariencias, la división es siempre, en el fondo, binaria. El principio lo
popularizó Virchow en la forma de un aforismo creado por François Vincent Raspail, «omnis cellula
e cellula». Virchow terminó con las especulaciones que hacían descender la
célula de un hipotéticoblastema.
Su postulado, que implica la continuidad de las estirpes celulares, está en el
origen de la observación por August
Weismann de la existencia de una línea germinal, a
través de la cual se establece en animales (incluido el hombre) la continuidad
entre padres e hijos y, por lo tanto, del concepto moderno de herencia
biológica.
La teoría celular fue debatida
a lo largo del siglo
XIX, pero fue Pasteur el
que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos
unicelulares, dio lugar a su aceptación rotunda y definitiva.
Santiago Ramón y Cajal logró unificar
todos los tejidos del cuerpo en la teoría celular, al demostrar que el tejido
nervioso está formado por células. Su teoría, denominada “neuronismo” o “doctrina de la neurona”, explicaba el sistema
nervioso como un conglomerado de unidades independientes. Pudo demostrarlo
gracias a las técnicas de tinción de su contemporáneoCamillo Golgi,
quien perfeccionó la observación de células mediante el empleo de nitrato de
plata, logrando identificar una de las células nerviosas. Cajal y Golgi
recibieron por ello el premio Nobel en 1906.
Concepto moderno
El concepto moderno de
la Teoría Celular se puede resumir en los siguientes principios:
Todos los seres vivos están
formados por células o por sus productos de secreción. La célula es la unidad
estructural de la materia viva, y dentro de los diferentes niveles de complejidad
biológica, una célula puede ser suficiente para constituir un organismo
Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.
Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula ex cellula1 ). Es la unidad de origen de todos los seres vivos. Cada célula contiene toda la informacion hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética.
Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.
Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula ex cellula1 ). Es la unidad de origen de todos los seres vivos. Cada célula contiene toda la informacion hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética.
1.3 GENERALIDADES DE CÉLULA
es una palabra muy sencilla pero con un gran significado en la historia
de la biología. En 1665, el científico inglés Robert Hooke, utilizando un
microscopio primitivo, observó en un pedazo de corcho muy delgado pequeñas
celdas a las cuales llamó células, hasta este momento dichas celdas no se
relacionaban con la vida de las plantas, sino con el almacenamiento de ciertos
"jugos". Desde aquí el microscopio comenzó a ser una herramienta
esencial en el ámbito científico de la época y en el desarrollo de la biología
en general.Luego, muchos otros científicos en otros países durante diecisiete
décadas y utilizando el microscopio, lograron perfeccionar el diseño de este
instrumento lo que permitió una mejor visualización de las células.
PROPIEDADES DE UN SISTEMA VIVO
1.Nivel de organización: La
naturaleza en su afán de reducir los errores que se puedan generar en un
sistema vivo, le confiere a las células la propiedad de organizarse a distintos
niveles entre los cuales podemos contemplar: la organización de átomos(La
célula no es una colección de elementos químicos de la tierra dispuestos
aleatoriamente, en realidad es un sistema químico selectivo conformado
esencialmente por C, H, O, N, S, P, que son los principales elementos de la
vida. Lo anterior revela que el evento celular y su organización no es producto
del azar. Por otra parte, la célula se considera en realidad un sistema
termodinámico abierto, que toma energía de su entorno para mantener la
estructura) en moléculas de tamaño pequeño, éstas a su vez en polímeros
gigantes y luego en complejos poliméricos que subsecuentemente conformarán los
organelos subcelulares y finalmente la célula como unidad básica estructural y
funcional.
2.Nutrición: Las células toman
sustancias del medio que utilizan en la obtención y transformación de la
energía necesaria para su metabolismo.
3.Crecimiento: También son
capaces de utilizar las sustancias que asimilan del medio para sintetizar
biomoléculas que contribuyen al aumento de su tamaño y autorreplicación . El
crecimiento es por tanto, un aumento en la masa celular como resultado en el
incremento del tamaño y/o número de las células individuales. Este crecimiento
puede ser uniforme en las diversas partes del cuerpo de un organismo, o
diferencial en unas partes, de modo que las proporciones corporales cambian de
acuerdo con el crecimiento.
4.Diferenciación: Esta
propiedad hace parte del ciclo celular, originando o modificando ciertas
estructuras y/o sustancias que conducen a cambios en su morfología y función.
5.Señalización Química: Es una
característica que se presenta con mayor frecuencia en los organismos
pluricelulares cuyas células requieren de señales químicas que facilitan la
comunicación intercelular, la cual permitirá que posteriormente se puedan
diferenciar y cumplir con una función determinada.
6.Respuesta a estímulos
(Irritabilidad) ocasionados por cambios físicos o químicos en el ambiente
interno o externo. La mayoría de las células poseen mecanismos conformados de
receptores los cuales le permiten desarrollar cierta sensibilidad a sustancias
químicas (como se explicó anteriormente) tales como hormonas, factores de
crecimiento, materiales extracelulares, así como también responder de manera
específica a compuestos presentes en las superficies de otras células. Las respuestas
más comunes a los diferentes estímulos pueden conducir a la alteración de las
actividades metabólicas, preparación para la división celular, desplazamiento
de un lugar a otro y aún al suicidio (apoptosis).
7.Evolución: Las células son
susceptibles de cambios para adquirir nuevas propiedades biológicas que les
permitan adaptarse a medios particulares o a su misma supervivencia. Por
consiguiente se pueden elaborar árboles filogenéticos que muestran las
relaciones existentes entre ellas.
8.Capacidad de autoregulación:
Siendo la célula un sistema tan complejo, necesita de ciertos mecanismos de
control para corregir errores que se pueden presentar. La autorregulación se
hace evidente cuando falla alguno de los puntos de control como en el caso del
cáncer. El problema de dichas fallas se debe a que cada uno de los pasos
necesarios en determinado proceso celular es esencial (algo así como las
argollas en una cadena) ya que es necesario que suceda un paso para que se dé
el siguiente, por tanto un error en alguna de las argollas de la cadena debe
ser corregido a tiempo para que la célula continúe con su ciclo normal.
ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DE
LAS CÉLULAS
Con el desarrollo de la
microscopía, en 1937 Chatton propuso dos términos para designar las clases de
células presentes en la naturaleza: células procarióticas y células
eucarióticas. Estos términos tienen significado etimológico (pro = antes,
karyon = núcleo, eu = verdadero), debido a la estructura que presentaban las
células al observarse con detenimiento al microscopio.
Eucariota
Eucariota
Procariota
Los dos tipos de células
muestran algunas características similares, tales como: Poseen un lenguaje
genético idéntico. Ambas tienen rutas metabólicas comunes. Presentan
estructuras similares en algunos de sus componentes. Ej: la membrana celular,
la cual funciona como una barrera de permeabilidad selectiva. Ambos tipos de
células pueden estar rodeados por pared celular que proporciona rigidez a las
células sin embargo, su composición es diferente. Los dos tipos celulares
tienen una región nuclear donde está el material genético rodeado por el
citoplasma. En las procarióticas se caracteriza como un nucleoide sin
envoltura, mientras que en las eucarióticas dicha región siempre se encuentra
separada de citoplasma por la envoltura nuclear. Pero también presentan muchas
características que las diferencian y por las cuales se genera la división,
entre ellas:
CARACTERISTICAS
MATERIAL GENÉTICO: Adherido a
la membrana plasmática y concentrado en una región denominada Nucleoide, Presente
en un núcleo rodeado por una envoltura
CROMOSOMAS: Único, generalmente
circular y sin proteínas, Muchos, lineales y con proteínas (histonas y no
histonas)
ADN: 0.25mm -3mm de
longitudpares de bases, En células tan "simples" como la levadura 4,6
mm. de longitud
CITOPLASMA: En gran medida
indiferenciado, Contiene una gran cantidad de estructuras, llamadas organelos
subcelulares algunos de ellos con unidad de membrana.
ORGANELOS SUBCELULARESRES: RibosomasCarente
de sistema de citomembranas, Ribosomas, Sistema de citomembranas (mitocondrias,
cloroplastos, retículo endoplasmático, aparato de golgi, vacuolas, lisosomas,
citoesqueleto)
PARED CELULAR: Constituído por
peptidoglicanos. Excepto en arquea y micoplasmas, Compuesta principalmete por
celulosa, en algunos casos presenta lignina, pectina. Excepto células animales.
MOVILIDAD; Flagelos
constituidos por flagelina, Cilios y flagelos constituidos por tubulina con
organización 9+2.
EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS
Por su estructura se
distinguen dos tipos de células: procarióticas y eucarióticas:
-PROCARIÓTICAS. Muy simples y
primitivas. Apenas tienen estructuras en su interior. Se caracterizan por no
tener un núcleo propiamente dicho; esto es, no tienen el material genético
envuelto en una membrana y separado del resto del citoplasma. Además, su ADN no
está asociado a ciertas proteínas como las histonas y está formando un único
cromosoma. Son procariotas, entre otras: las bacterias y las cianofíceas.
-EUCARIÓTICAS: Células
características del resto de los organismosunicelulares y pluricelulares,
animales y vegetales. Su estructura es más evolucionada y compleja que la de
los procariotas. Tienen orgánulos celulares y un núcleo verdadero separado del
citoplasma por una envoltura nuclear. Su ADN está asociado a proteínas
(histonas y otras) y estructurado en numerosos cromosomas.
ESTRUCTURA GENERAL DE LA
CÉLULA EUCARIÓTICA
En toda célula eucariótica
vamos a poder distinguir la siguiente estructura:
Membrana plasmático
Citoplasma
Núcleo
Membrana plasmático
Citoplasma
Núcleo
El aspecto de la célula es
diferente según se observe al microscopio óptico (MO) electrónico (MET).
Al MO observaremos la estructura celular y al MET la ultraestructura.
DIFERENCIAS ENTRE LAS CÉLULAS VEGETALES Y ANIMALES
Por lo general las células
vegetales son de mayor tamaño que las animales, tienen plastos y están
envueltas en una gruesa pared celular, también llamada pared celulósica o
membrana de secreción. Sus vacuolas son de gran tamaño y no tienen centriolos.
ORGÁNULOS DE LA CÉLULA
CÉLULA ANIMAL
1 Membrana plasmática
2 Retículo endoplasmático granular
3 Retículo endoplasmático liso
4 Aparato de Golgi
5 Mitocondria
6 Núcleo
7 Ribosomas
8 Centrosoma (Centriolos)
9 Lisosomas
10 Microtúbulos
(citoesqueleto)
CÉLULA VEGETAL
1 Membrana plasmática
2 Retículo endoplasmático
granular
3 Retículo endoplasmático liso
4 Aparato de Golgi
5 Mitocondria
6 Núcleo
7 Ribosomas
8 Cloroplasto
9 Pared celulósica
10 Vacuola
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS ORGÁNULOS CELULARES
MEMBRANA
Membrana plasmática: Delgada
lámina que recubre la célula. Está formada por lípidos, proteínas y
oligosacáridos. Regula los intercambios entre la célula y el exterior.
Pared celular: Gruesa capa que
recubre las células vegetales. Está formada por celulosa y otras sustancias. Su
función es la de proteger la célula vegetal de las alteraciones de la presión
osmótica.
CITOPLASMA
Hialoplasma: Es el citoplasma
desprovisto de los orgánulos. Se trata de un medio de reacción en el que se
realizan importantes reacciones celulares, por ejemplo: la síntesis de
proteínas y la glicolisis. Contiene los microtúbulos y microfilamentos que
forman el esqueleto celular.
Retículo endoplasmático: Red
de membranas intracitoplasmática que separan compartimen-tos en el citoplasma.
Ahí dos clases: granular y liso. Sus funciones son: síntesis de oligosacáridos
y maduración y transporte de glicoproteínas y proteínas de membrana.
Ribosomas: Pequeños gránulos
presentes en el citoplasma, también adheridos al retículo endoplasmático
granular. Intervienen en los procesos de síntesis de proteínas en el
hialoplasma.
Aparato de Golgi: Sistema de
membranas similar, en cierto modo, al retículo pero sin ribosomas. Sirve para
sintetizar, transportar y empaquetar determinadas sustancias elaboradas por la
célula y destinadas a ser almacenadas o a la exportación.
Lisosomas: Vesículas que
contienen enzimas digestivas. Intervienen en los procesos de degradación de
sustancias.
Vacuolas: Estructuras en forma
de grandes vesículas. Almacenamiento de sustancias.
Mitocondrias: En ellas se
extrae la energía química contenida en las sustancias orgánicas (ciclo de Krebs
y cadena respiratoria).
Centrosoma: Interviene en los
procesos de división celular y en el movimiento celular por cilios y flagelos.
Plastos: Orgánulos
característicos de las células vegetales. En los cloroplastos se realiza la
fotosíntesis.
NÚCLEO
Contiene la información
celular.
Nucleoplasma: En él se
realizan las funciones de replicación y transcripción de la información
celular. Esto es, la síntesis de ADN y ARN.
Nucléolo: Síntesis del ARN de
los ribosomas.
Envoltura nuclear: Por sus
poros se realizan los intercambios de sustancias entre el núcleo y el
hialoplasma.
DESCUBRIMIENTO DE LA CÉLULA
La teoría celular dice que:
"todos los organismos vivos están compuestos de una o más células" y
que éstas son las unidades más pequeñas que pueden llamarse vivas.
Concepto actual de célula
La célula es la unidad más
pequeña de materia viva, capaz de llevar a cabo todas las actividades
necesarias para el mantenimiento de la vida. Tiene todos los componentes
físicos y químicos necesarios para su propio mantenimiento, crecimiento y
reproducción.
1.4 LA VIDA SE PRODUCE EN FASE ACUOSA
PRIMEROS INDICIOS DE VIDA
La Tierra se formó hace 4.600 millones de años.
Cerca de 1000 millones de años más tarde ya albergaba seres vivos . Los restos
fósiles más antiguos conocidos se remontan a hace 3.800 millones de años y
demuestran la presencia de bacterias,organismos rudimentarios procariotas y
unicelulares.
Muy recientemente se han descubierto pruebas de
vida aún más antiguas en forma de indicios de actividad fotosintética con una
antigüedad de 3.850 millones de años.
Las condiciones de vida en esa época eran muy
diferentes de las actuales. La actividad volcánica era intensa y los gases
liberados por las erupciones eran la fuente de la atmósfera primitiva,
compuesta sobre todo de vapor de agua,dióxido de carbono, nitrógeno, amoníaco,
sulfuro de hidrógeno y metano y carente de oxígeno. Ninguno de los organismos
que actualmente vive en nuestra atmósfera hubiera podido sobrevivir en esas
circunstancias. El enfriamiento paulatino determinó la condensación del vapor y
la formación de un océano primitivo que recubría gran parte del planeta.
APARICION DE LAS MOLÉCULAS BIOLÓGICAS
La primera teoría coherente que explicaba el origen
de la vida la propuso en 1924 el bioquímico ruso Alexander Oparín. Se basaba en
el conocimiento de las condiciones físico-químicas que reinaban en la Tierra
hace de 3.000 a 4.000 millones de años.
Oparin postuló que,
gracias a la energía aportada primordialmente por la radiación ultravioleta
procedente del sol y a las descargas eléctricas de las constantes tormentas,
las pequeñas moléculas de los gases
atmosféricos (oxígeno, metano, amoníaco), dieron lugar a unas moléculas, cada vez más
complejas, eran aminoácidos (elementos constituyentes de las proteínas) y
ácidos nucleicos. Según Oparín, estas primeras moléculas quedarían atrapadas en
las charcas de aguas poco profundas formadas en el litoral del océano
primitivo. 
Estas hipótesis inspiró las experiencias realizadas
a principios de la década de 1950 por el estadounidense Stanley Miller, quien
recreó en un balón de vidrio la supuesta atmósfera terrestre de hace unos 4.000
millones de años (es decir, una mezcla de metano, amoníaco, hidrógeno, sulfuro
de hidrógeno y vapor de agua). Sometió la mezcla a descargas eléctricas de
60.000 V que simulaban tormentas. Después de apenas una semana, Miller
identificó en el balón varios compuestos orgánicos, en particular diversos
aminoácidos, urea, ácido acético, formol, ácido cianhídrico y hasta azúcares,
lípidos y alcoholes, moléculas complejas similares a aquellas cuya existencia
había postulado Oparín.
PRIMERAS CÉLULAS
Todos los seres vivientes están formados por
células cada una de ellas encerradas en una membrana rica en lípidos especiales
que la aisla del medio externo. Estas células contienes los ácidos nucleicos
ADN y ARN, que contienen la información genética y controlan la síntesis de
proteínas.
Pueden formarse membranas lipídicas en ausencia de
vida. Esto ya lo demostró Oparin, quien, en efecto, obtuvo en el curso de sus
experimentos medio ricos en moléculas biológicas separadas del medio acuoso por
una membrana rudimentaria. Estas "gotitas", a las que llamó
coacervados, recuerdan a células rudimentarias. Otros investigadores han
obtenido también estructuras similares. La teoría de Oparin se vio reforzada
por los descubrimientos de un paleontólogo francés que identificó estructuras
de este tipo con una antigüedad de 3.000 millones de años; se llaman cocoides,
y se consideran antepasados de las bacterias.
Así, la primera forma
de vida terrestre probablemente fue una célula simple que encerraba un ácido
nucleico similar al ARN dentro de una membrana rudimentaria capaz de
reproducirse por división. 
FUENTES HIDROTERMALES Y ORÍGEN DE LA VIDA
En el océano Pacífico a muchos miles de metros de
profundidad, se han descubierto fuentes hidrotermales de agua que brota de una
temperatura de 350 º C y está cargada de numerosas sustancias, entre ellas
sulfuro de hidrógeno y otros compuestos de azufre. Al rededor de estas fuentes
abunda la vida y proliferan unas bacterias quimiosintéticas que extraen su
energía de los compuestos azufrados del agua y que, de este modo, reemplazan a
los organismos fotosintéticos, que toman la energía de la luz solar (además,
estas bacterias no pueden vivir en medios con oxígeno). Las condiciones de vida
que reinan en la proximidad de estas fuentes recuerdan bastante a las comunes
hace 3.500 millones de años. Por eso algunos investigadores defienden la idea
de que la vida apareció en el fondo oceánico, cerca de estas fuentes
hidrotermales, y no en la superficie, en las charcas litorales expuestas a luz
solar intensa.
EVOLUCIÓN DE LA ATMÓSFERA Y DIVERSIFICACIÓN DE LOS
SERES VIVOS
Fuese cual fuese el lugar en que surgió la vida, es
seguro que los primeros seres vivos eran bacterias anaerobias, es decir,
capaces de vivir en ausencia de oxígeno, pues este gas todavía no se encontraba
en la atmósfera primitiva. De inmediato comenzó la evolución y la aparición de
bacterias distintas, capaces de realizar la fotosíntesis. Esta nueva función
permitía a tales bacterias fijar el dióxido de carbono abundante en la
atmósfera y liberar oxígeno. Pero éste no se quedaba en la atmósfera, pues era
absorbido por las rocas ricas en hierro. Hace 2.000 millones de años, cuando se
oxidó todo el hierro de las rocas, el oxígeno pudo empezar a acumularse en la
atmósfera.
Su concentración fue aumentando y el presente en
las capas altas de la atmósfera se transformó en ozono, el cual tiene la
capacidad de filtrar los rayos ultravioletas nocivos para los seres vivos. A
partir de este momento se asiste a una verdadera explosión de vida. Los
primeros organismos eucariotas aparecieron hace unos 1.500 millones de años y
los primeros pluricelulares hace unos 670 millones. Cuando la capa de ozono
alcanzó un espesor suficiente, los animales y vegetales pudieron abandonar la
protección que proporcionaba el medio acuático y colonizar la tierra firme.
Ciclo vital
El ciclo celular es el
proceso ordenado y repetitivo en el tiempo mediante el cual
una célula madre crece y se divide en
dos células hijas. Las células que no se están dividiendo se encuentran en una
fase conocida como G0, paralela al ciclo. La regulación del ciclo
celular es esencial para el correcto funcionamiento de las células sanas, está
claramente estructurado en fases
El estado de no división o interfase. La célula realiza sus funciones específicas y, si está destinada a avanzar a la división celular, comienza por realizar la duplicación de su ADNEl estado de división, llamado fase M, situación que comprende la mitosis y citocinesis. En algunas células la citocinesis no se produce, obteniéndose como resultado de la división una masa celular plurinucleada denominada plasmodio.
A diferencia de lo que
sucede en la mitosis,
donde la dotación genética se mantiene, existe una variante de la división
celular, propia de las células de la línea germinal,
denominada meiosis.
En ella, se reduce la dotación genética diploide, común a todas
las células
somáticas del organismo, a unahaploide, esto es, con una sola
copia del genoma.
De este modo, la fusión, durante la fecundación,
de dos gametos haploides procedentes de dos parentales distintos da como
resultado un zigoto,
un nuevo individuo, diploide, equivalente en dotación genética a sus padres.
La interfase consta de tres estadios claramente definidos. Fase G1: es la primera fase del ciclo celular, en la que existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. En él la célula dobla su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes, como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de su fenotipo particular. Fase S: es la segunda fase del ciclo, en la que se produce la replicación o síntesis del ADN. Como resultado cada cromosoma se duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principi Fase G2: es la segunda fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la síntesis de proteínas y ARN. Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el principio de la división celular. Termina cuando los cromosomas empiezan a condensarse al inicio de la mitosis. La fase M es la fase de la división celular en la cual una célula progenitora se divide en dos células hijas hijas idénticas entre sí y a la madre. Esta fase incluye la mitosis, a su vez dividida en: profase, metafase, anafase, telofase; y la citocinesis, que se inicia ya en la telofase mitótica.
La interfase consta de tres estadios claramente definidos. Fase G1: es la primera fase del ciclo celular, en la que existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. En él la célula dobla su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes, como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de su fenotipo particular. Fase S: es la segunda fase del ciclo, en la que se produce la replicación o síntesis del ADN. Como resultado cada cromosoma se duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principi Fase G2: es la segunda fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la síntesis de proteínas y ARN. Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el principio de la división celular. Termina cuando los cromosomas empiezan a condensarse al inicio de la mitosis. La fase M es la fase de la división celular en la cual una célula progenitora se divide en dos células hijas hijas idénticas entre sí y a la madre. Esta fase incluye la mitosis, a su vez dividida en: profase, metafase, anafase, telofase; y la citocinesis, que se inicia ya en la telofase mitótica.
La incorrecta regulación
del ciclo celular puede conducir a la aparición de células precancerígenas que,
si no son inducidas al suicidio mediante apoptosis, puede dar lugar a la
aparición decáncer.
Los fallos conducentes a dicha desregulación están relacionados con la genética celular: lo más
común son las alteraciones en oncogenes, genes supresores de tumores y genes
de reparación del ADN.
Origen
La aparición de la vida,
y, por ello, de la célula, probablemente se inició gracias a la transformación
de moléculas
inorgánicas en orgánicas bajo
unas condiciones ambientales adecuadas, produciéndose más adelante la
interacción de estas biomoléculas generando
entes de mayor complejidad. El experimento de Miller y Urey, realizado en 1953, demostró que una
mezcla de compuestos orgánicos sencillos puede transformarse en algunos aminoácidos, glúcidos y lípidos (componentes todos
ellos de la materia viva) bajo unas condiciones ambientales que simulan las
presentes hipotéticamente en la Tierra primigenia (en torno al eón Arcaico).}
Se postula que dichos
componentes orgánicos se agruparon generando estructuras complejas, los coacervados de Oparin, aún acelulares que, en
cuanto alcanzaron la capacidad de autoorganizarse y perpetuarse, dieron lugar a
un tipo de célula primitiva, el progenote de
Carl Woese, antecesor de los tipos celulares actuales.29 Una
vez se diversificó este grupo celular, dando lugar a las variantes procariotas,
arqueas y bacterias, pudieron aparecer nuevos tipos de células, más complejos,
por endosimbiosis, esto es, captación permanente de
unos tipos celulares en otros sin una pérdida total de autonomía de aquellos.62 De
este modo, algunos autores describen un modelo en el cual la primera célula
eucariota surgió por introducción de una arquea en el interior de una bacteria,
dando lugar esta primera a un primitivo núcleo celular.63 No
obstante, la imposibilidad de que una bacteria pueda efectuar una fagocitosis y,
por ello, captar a otro tipo de célula, dio lugar a otra hipótesis, que sugiere
que fue una célula denominada cronocito la que fagocitó a una
bacteria y a una arquea, dando lugar al primer organismo eucariota. De este modo,
y mediante un análisis de secuencias a nivel genómico de organismos modelo eucariotas,
se ha conseguido describir a este cronocito original como un organismo con
citoesqueleto y membrana plasmática, lo cual sustenta su capacidad fagocítica,
y cuyo material genético era el ARN, lo que puede explicar, si la arquea
fagocitada lo poseía en el ADN, la separación espacial en los eucariotas
actuales entre la transcripción (nuclear), y
la traducción (citoplasmática).
Una dificultad adicional
es el hecho de que no se han encontrado organismos eucariotas primitivamente
amitocondriados como exige la hipótesis endosimbionte. Además, el equipo de
María Rivera, de la Universidad de California, comparando genomas
completos de todos los dominios de la vida ha encontrado evidencias de que los
eucariotas contienen dos genomas diferentes, uno más semejante a bacterias y
otro a arqueas, apuntando en este último caso semejanzas a los metanógenos,
en particular en el caso de las histonas.65 66 Esto
llevó a Bill Martin y Miklós Müller a plantear la hipótesis de que la célula
eucariota surgiera no por endosimbiosis, sino por fusión quimérica y
acoplamiento metabólico de un metanógeno y una α-proteobacteria simbiontes a
través del hidrógeno (hipótesis del hidrógeno).67 Esta
hipótesis atrae hoy en día posiciones muy encotradas, con detractores
como Christian
de Duve.
Harold Morowitz, un físico de la Universidad Yale,
ha calculado que las probabilidades de obtener la bacteria viva más sencilla
mediante cambios al azar es de 1 sobre 1
seguido por 100.000.000.000 de ceros. “Este número es tan grande —dijo Robert Shapiro— que para escribirlo en
forma convencional necesitaríamos varios centenares de miles de libros en blanco.”
Presenta la acusación de que los científicos que han abrazado la evolución
química de la vida pasan por alto la evidencia aumentante y “han optado por
aceptarla como verdad que no puede ser cuestionada, consagrándola así como
mitología”.
BIBLIOGRAFIAS:
