Tema 6 Organización celular Biología 2º Bachillerato Salesianos Atocha 2018-2019 Luis Heras

1. LA TEORÍA CELULAR Regnier de Graaf (1641-1673) Médico anatómico, que describió con gran precisión la función reproductiva de las gónadas masculinas y femeninas. Sin embargo, no pudo confirmar sus hallazgos con un microscopio. Robert Hooke (1637-1703) Científico que publicó bajo el título de Micrographia una colección de dibujos a semejanza de lo que veía en un microscopio que él mismo fabricó. En una de ella examina un corcho y nombra como “célula” a las celdas hexagonales que observa en él. Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) Era un sastre que dibujó una gran cantidad de células que veía a partir de lupas magnificadas que hizo en principio para observar telas. A los organismos vivos que observaba los llamó animálculos. Comunicó sus descubrimientos a la Royal Society. Sin embargo, la teoría celular tardó más de un siglo en formularse.

A partir de 1830 se mejoraron los microscopios A partir de 1830 se mejoraron los microscopios. Brown descubrió el núcleo, y Schleiden y Schwann lanzaron importantes hipótesis sobre la unidad estructural y funcional de la célula. Virchow fue uno de los más importantes impulsores de la teoría celular, al descubrir el principio de unidad reproductora. La teoría celular: Unidad estructural: Los seres vivos están constituidos por una o más células. Unidad funcional: Las funciones de los seres vivos son el resultado de las funciones de sus células. Unidad reproductora: Toda célula proviene de la división de otra preexistente.

Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) Se centró en el estudio y descripción de las neuronas, de las cuales dejó amplios tratados científicos y dibujos muy detallados. Su doctrina neuronal describe la estructura de estas células y las sinapsis que se establecen entre ellas para conducir las señales, además de descubrir otras estructuras importantes para el crecimiento y comunicación neuronal, y de contribuir a otros campos médicos. Completó la teoría celular. Recibió el Premio Nobel de Medicina en 1906

2. Técnicas de estudio de la célula 2.1 Microscopía Los microscopios se caracterizan por el poder de resolución: posibilidad de ver separados dos puntos como uno solo. La del ojo humano es de 0,2 mm. Microscopio óptico (MO): Utilizan la luz visible. Poder de resolución de 0,2 mm. Impide la observación detallada del interior de las células. Funcionamiento: el objetivo es una lente que recoge la luz que atraviesa el objeto, mientras que el ocular aumenta la imagen que ofrece el objetivo. Las muestras deben ser teñidas para ser observadas, lo que mata a la célula.

Microscopio de contraste de fases: aprovecha la diferencia de grosor en las estructuras celulares para crear diferencias se contraste que favorezcan la visualización. Permite observar células vivas. Microscopio de fluorescencia: la muestra se tiñe con un fluorocromo, capaz de absorber luz y emitirla en una longitud de onda diferente. También permite observar células vivas.

Microscopio electrónico Utiliza como fuente de iluminación un haz de electrones. La muestra requiere un tratamiento especial, y cortes muy finos con un microtomo. Para observar células muertas. Su poder de resolución es de 0,2 nm. Microscopio electrónico de transmisión (MET) Los e- atraviesan la muestra de tejido. Microscopio electrónico de barrido (MEB) Los e- rebotan en la muestra. Menor resolución que el MET.

2.2 Microtomo Aparato que permite realizar cortes del tamaño de micras de una muestra. Los cortes son finos y transparentes. 2.3 Separación y fraccionamiento celular Rotura de las células y separación de los orgánulos mediante ultracentrifugación. 2.4 Cultivos celulares Permite que células aisladas crezcan y se dividan en un medio artificial, que contiene todos los nutrientes necesarios. 2.5 Radioisótopos Mediante marcaje radiactivo de la muestra y posterior análisis con autorradiografía.

3. Modelos de organización celular 3.1 Organización acelular: los virus Tamaño muy pequeño (30-300 nm). Carecen de funciones por sí mismos, por lo que tienen que usar células para desarrollar su ciclo biológico. Constan de un ácido nucleico (ADN o ARN), una cápside proteica. Algunos poseen una envoltura membranosa.

3.2 Organización celular: la célula procariota No tienen un verdadero núcleo: su ADN es cerrado y está libre en el citoplasma formando el nucleoide. Las bacterias son procariotas típicas, con un tamaño pequeño (1-10 mm).

3.3 Organización celular: la célula eucariota Tamaño entre 10 y 100 mm. Verdadero núcleo: el material genético separado del citoplasma dentro de una doble membrana . El citoplasma presenta una solución acuosa, el citosol, donde están inmersos los orgánulos y el citoesqueleto. Célula animal Posee centriolos. Entre los orgánulos destacan el aparato de Golgi, el retículo endoplásmico liso y rugoso, los lisosomas, las mitocondrias y los peroxisomas.

Célula vegetal Presenta, además de las estructuras de la célula animal: Plastos, como los cloroplastos, donde se produce la fotosíntesis. Vacuolas muy desarrolladas. Pared celular de celulosa No tienen centriolos.

3.4 Clasificación Existen 3 dominios: Bacteria Archaea Eukarya Todos ellos derivaron de un antepasado procariota común (LUCA)

4. Origen y evolución celular Según la hipótesis más aceptada, las primeras células (protobiontes) surgieron hace más de 3800 millones de años. Eran células procariotas. Los gases de la atmósfera (CO2, CH4, NH3, H2, H2O) podrían haber interaccionado por gracias a la energía de las tormentas y crear las primeras biomoléculas, que polimerizarían creando macromoléculas. (Véase experimento de Miller-Urey) Los protobiontes constarían de una membrana en cuyo interior habría ARN capaz de autorreplicarse y de dirigir la síntesis proteica. Más tarde, el ADN sustituiría al ARN como molécula portadora de la información.

La evolución de los protobiontes condujo a la diversidad biológica La evolución de los protobiontes condujo a la diversidad biológica. La aparición de la fotosíntesis empezó a dotar a la atmósfera de O2, lo que posteriormente permitió la evolución de los organismos aerobios. La teoría endosimbiótica, propuesta por Lynn Margulis, ofrece una explicación de cómo surgieron los organismos eucariotas a partir de varios procariotas.

Según la teoría endosimbiótica, ciertos procariotas perdieron su cápsula y aumentaron de tamaño. Desarrollaron la capacidad de fagocitosis, por lo que englobaron a otros tipos de bacterias, sin digerirlas. Así se forman los orgánulos de doble membrana: Las mitocondrias provendrían de antiguas bacterias de metabolismo aerobio. Los peroxisomas tienen un origen similar. Los cloroplastos derivan de cianobacterias. El núcleo provendría de una fusión del ADN del procariota primitivo junto al de una arqueobacteria (aunque no está del todo claro). Otras estructuras, como los cilios… podrían tener este origen Así, buscando su propio beneficio mediante un sistema de simbiosis, se forman los eucariotas. http://www.bionova.org.es/animbio/anim/endosimbiosis.swf

5. Las funciones vitales celulares Funciones de relación La membrana plasmática posee receptores de hormonas, neurotransmisores… Funciones de reproducción Las células procariotas hacen división simple, mientras que las eucariotas se dividen por mitosis/meiosis. Funciones de nutrición Las reacciones químicas relacionadas con esta función constituyen el metabolismo. En base a cómo obtienen la energía, las células son: Autótrofas fotosintéticas: a partir de la luz solar Autótrofas quimiosintéticas: oxidan moléculas inorgánicas. Heterótrofas: oxidan moléculas orgánicas