ORGANIZACIÓN CELULAR
Todos los organismos vivos están compuestos por
una o
más células.
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.
Ningún componente celular es capaz de cumplir
acabadamente con su función
fuera del entorno celular
.
1. Todos los seres vivos están compuestos
de células y productos celulares.
2. Sólo se forman células nuevas a partir
de células preexistentes.
3. Todas las células actuales son
descendientes de células ancestrales.
TEORIA CELULAR: CONCEPTO AMPLIADO
Todo lo que forma parte de los seres vivos está formado por células
o por sus productos de secreción
La célula es la unidad estructural de la materia viva, y una célula
puede ser suficiente para constituir un organismo.
Todas las células provienen de células preexistentes, por división
de éstas
Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las
células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que
ellas u otras células secretan. Cada célula es un sistema abierto,
que intercambia materia y energía con su medio
Una célula puede cumplir con todas las funciones vitales, de
manera que basta una célula para tener un ser vivo. Así pues, la
célula es la unidad fisiológica de la vida
Cada célula contiene toda la información 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
En condiciones prebióticas se pueden
formar moléculas orgánicas simples
En la era prebiótica casi no existía
oxígeno libre, ni tampoco una capa
de ozono que absorbiera la intensa
radiación ultravioleta del sol. Es
probable que bajo estas condiciones
se produjeran moléculas orgánicas.
Miller y Urey aplicaron descargas
eléctricas o radiación ultravioleta a
mezclas de vapor de agua, metano
(CH
4), amoníaco (NH
3) e hidrógeno
molecular (H
2). Mediante estos
experimentos se pudo observar la
formación de una variedad de
moléculas orgánicas, incluyendo
Las membranas
definieron la
primera célula
Las proteínas sintetizadas bajo el control del ARN no
facilitaban la reproducción del mismo, a menos que
fueran retenidas en sus proximidades. Se ha sugerido
que las moléculas de fosfolípidos del caldo prebiótico
se ensamblaron espontáneamente formando estructuras
membranosas, algunas de las cuales incluyeron una mezcla auto-replicante de ARN y moléculas de proteínas
Desde las
moléculas
hasta la
primera
célula
Riccardi, Alberto, “Vida en la Tierra”, Ciencia Hoy vol. 18 Nº 103, Febrero-Marzo de 2008
Se estima que la génesis de la
primera célula tuvo lugar hace
3,5 ó 4 mil millones de años
La aparición de los eucariotes se
habría producido cerca de dos
mil millones de años más tarde
El mecanismo de reproducción
sexual dataría de unos mil
doscientos millones de años
Los primeros metazoos
(organismos pluricelulares)
recién aparecen hace poco más
de quinientos millones de años
Comparación
entre la primera
célula y las
células actuales
más sencillas
Resulta útil comparar esta primera célula hipotética con las células actuales más sencillas, los
micoplasmas, microorganismos parecidos a bacterias, pero que carecen de pared celular y
normalmente son parásitos de vegetales y animales. Contienen suficiente ADN como para
codificar la síntesis de unas 750 proteínas diferentes, que puede ser el número mínimo de proteínas que una célula necesita para sobrevivir
Mycoplasma pneumoniae es responsable de neumonías y otros trastornos respiratorios
en seres humanos. Existen otras tres especies de
micoplasma las cuales a raíz de la aparición del SIDA han cobrado gran importancia: Mycoplasma fermentans, M.
Las células de procariotes (que significa "antes del núcleo") carecen de núcleo y generalmente son más pequeñas que las eucarióticas. El ADN de las células procarióticas está confinado a una o más regiones nucleares, que a veces se
denominan nucleoides, pero los
nucleoides no están limitados por una envoltura independiente.
Procariotes
Flagelo Citosol Glicocálix Mitocondria Polisoma libre Microtúbulos Lisosoma Invaginación endocítica Endosoma Fibras de Actina
Diferencias entre Procariotes y Eucariotes: Núcleo
En los eucariotas
el núcleo está
físicamente
separado del
citoplasma por
una membrana
nuclear con
poros que
permite el
intercambio
entre ambas
partes y el ADN
está repartidos
en varias
moléculas
asociadas a
Diferencias entre Procariotes y Eucariotes: Reproducción
Los procariotas se reproducen
asexualmente por medio de una
división binaria transversal
(bipartición). Se forma en la
célula madre una pared
transversal y finalmente se
produce la separación de las dos
células hijas. La reproducción está
ligada a los mesosomas. Antes de
separarse las células, deben
haberse distribuido las dos copias
del ADN en cada célula hija, que
serán genéticamente idénticas.
Una bacteria aislada, al dividirse
muchas veces, forma una colonia
La reproducción en eucariotas unicelulares
Trypanosoma cruzi es un parásito intracelular con un ciclo de vida que involucra vertebrados e invertebrados. Es el agente etiológico de la enfermedad de Chagas. Los protozoos son organismos
unicelulares eucarióticos, heterótrofos, que carecen de pared celular. Su tipo de reproducción es asexual, y se produce principalmente por bipartición (el
Tipos
celulares
Diversos tipos celulares de un mismo animal o planta superior, a menudo aparecen distintos. Pero todas las células de un organismo pluricelular provienen de una misma célula precursora (cigota), resultante de la fusión de las gametas femenina y masculina. ¿Cómo aparecen, entonces, las diferencias entre los distintos tipos de células?
Pero la inmensa mayoría de las células especies animales y vegetales
conservan toda la información genética contenida en la cigota. La
especialización no depende de la pérdida o adquisición de genes, sino de
variaciones en la expresión génica, es decir del hecho de que algunos
genes se expresen en algunas células y otros en otras.
A veces la especialización implica la pérdida de material genético: un ejemplo extremo son los eritrocitos de los mamíferos
Características diferenciales
de las células vegetales
Además de poseer membranas plasmáticas están rodeadas de una
pared celular que contiene celulosa y otros polisacáridos, además de otros componentes, que permite mantener altas concentraciones de solutos sin que se produzca la
ruptura de las células.
Contienen plástidos, estructuras delimitadas por una doble
membrana, que producen y
almacenan nutrientes o pigmentos. Los más comunes y abundantes son los cloroplastos.
Casi todas tienen un compartimiento grande o varios pequeños, Ilamados
vacuolas, que se utilizan en el transporte y almacenamiento de nutrientes, agua y productos de desecho.
Virus
Una vez que un virus o su ácido nucleico penetra en una célula huésped
específica se convierte en un parásito intracelular. El ácido nucleico del
virus es el mensaje
genético que específica la estructura del virión,
utilizando las enzimas y los ribosomas del huésped para producir muchas partículas víricas hijas.
Complejos supramacromoleculares que pueden autorreplicarse en las células huésped adecuadas. Consisten en una molécula de ácido nucleico (ADN o ARN) rodeada por una envoltura protectora o cápside, formada por
proteínas y, en algunos casos, por otra envoltura membranosa. En principio todos los tipos de células, tanto procarióticas como eucarióticas, son
Tamaño Celular
La mayor parte de las células son microscópicas. Ciertas células tienen un tamaño que permite apreciarlas a simple vista, como las células individuales del alga marina Acetabularia, que tienen hasta 5 cm de largo y también son grandes las células huevo de las aves en la etapa previa al inicio de la división de la cigota. La mayoría de las células pueden apreciarse en un buen microscopio óptico, pues su tamaño medio oscila entre 5 y 30 micrones
El tamaño y la forma de una célula se relaciona con las funciones que ésta realiza Debido a que las células son pequeñas, son relativamente cortas las distancias que las moléculas deben recorrer dentro de ellas, lo
cual permite acelerar diversas reacciones químicas. Además, debido a que las moléculas esenciales y los productos celulares deben pasar a través
de la membrana celular, cuanto más superficie tenga una célula más rápido pasará a través de ella una cantidad determinada de moléculas. Esto
Microscopía electrónica
de transmisión (MET)
Utiliza electrones en lugar de fotones o luz visible para formar imágenes de objetos diminutos. Los
microscopios electrónicos permiten alcanzar una capacidad de aumento
muy superior a los microscopios convencionales (hasta 500.000 aumentos comparados con los 1000 de los mejores microscopio ópticos) debido a que la longitud de
onda de los electrones es mucho menor que la de los fotones
Microscopía electrónica
de barrido(MEB)
El haz de electrones no pasa a través de la muestra, sino que la
misma se recubre con una película delgada de oro. Cuando el haz choca
contra la superficie, se emiten
electrones secundarios cuya intensidad varía con el contorno de la superficie.
Los patrones de emisión de los electrones secundarios se registran y
dan lugar a una imagen
tridimensional de la superficie de la muestra. Este tipo de micrografía proporciona información respecto a la
forma y a las características externas de la muestra, que no pueden obtenerse mediante MET.
Conidios de Botrytis cinerea, hongo patógeno
Microscopía
electrónica
de barrido(MEB)
Se muestran
diversas
imágenes de
granos de
polen
obtenidas con
microscopía
electrónica de
Microscopía óptica usando el
microscopio compuesto
Tinción vital con azul de metileno de la levadura de cerveza (Saccharomyces cerevisiae)
Examen Inmediato
Consiste en la observación del material (célula o tejido) aislado, al estado viviente. Puede realizarse al estado fresco, por
tratamiento previo con líquidos adicionales o con colorantes vitales
Microscopía óptica usando el
microscopio compuesto
Puede implicar diversas etapas: fijación, inclusión, corte, desparafinización e hidratación y coloración.
Los fijadores hacen que las macromoléculas queden en su posición original y también hacen a las células
permeables a los colorantes
La inclusión tiene por finalidad encerrar el objeto en una masa que lo penetre íntimamente hasta la profundidad de los elementos celulares más delicados. Usualmente se usa parafina.
micrótomo manual
micrótomo automático El corte se realiza con micrótomos manuales o
automáticos
El último paso es la coloración: hay dos tipos de colorantes según su afinidad por las distintas partes
celulares: nucleares o básicos, en los que el colorante es una base coloreada, y colorantes citoplasmáticos o ácidos, caracterizados por un ácido coloreado
