Biología 2º bachillerato Bloque I. La célula y la base fisicoquímica de la vida Tema 2. La vida. La célula como unidad vital

Índice Características de los seres vivos 1.1 La célula como unidad funcional de los seres vivos. Teoría celular 1.2 Composición química de los seres vivos 1.3 Niveles de organización celular 1.4 Niveles de complejidad de los seres vivos Métodos de estudio de la célula 2.1 Microscopía 2.2 Técnicas de tinción 2.3 Fraccionamiento celular 2.4 Cultivos celulares 2.5 Difracción de rayos X y autorradiografía El origen de la vida

1. Características de los seres vivos Unidad estructural. Todos están formados por células que a su vez están compuestas por las mismas biomoléculas. Existen dos niveles de organización celular: procariota y eucariota. Todos realizan las mismas funciones: Nutrición. Los seres vivos crecen y mantienen sus funciones gracias a los nutrientes que transforman mediante las reacciones metabólicas (anabolismo y catabolismo). Relación. Perciben estímulos y elaboran respuestas interaccionando con otros seres y con el ambiente al que se adaptan y en el que sobreviven. Reproducción. Crean individuos nuevos semejantes a ellos, ya sea por mecanismos asexuales o sexuales, asegurando así el futuro de la especie.

1. La célula como unidad funcional de los seres vivos. Teoría celular Aristóteles (x. IV a.C.) y Paracelso (S. XVI) ya adelantaron que los seres vivos estaban constituidos por pequeñas unidades elementales. El término célula se debe a Robert Hooke (1665) que descubrió pequeñas celdillas en láminas de corcho y otros tejidos vegetales. A. Van Leeuwenhoek (1674), con ayuda de mejores lentes, observó gran número de formas vivas a las que llamó animálculos, y también describió las células presentes en la sangre. Robert Brown (1831) definió el núcleo de las células. Matthias Schleiden y Theodor Schwann (1838) enunciaron el postulado básico de la teoría celular: todos los tejidos vegetales y animales están compuestos por una o más células que son las unidades básicas de todos los organismos. Rudolf Virchow (1855), estableció que todas las células proceden de otras anteriores. Santiago Ramón y Cajal (1906) demostró la individualidad de las neuronas y la universalidad de la teoría celular, aplicada también al tejido nervioso.

Los postulados de la teoría celular son: Todos los organismos vivos están compuestos por células La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos Las células constituyen las unidades básicas de la reproducción La célula es la unidad de vida independiente más elemental

1.2 composición química de los seres vivos Todos los seres vivos están compuestos por biomoléculas, que a su vez se componen de bioelementos. La combinación de las moléculas en interacción compleja origina estructuras y funciones que definimos como vitales.

1.3 niveles de organización celular La célula es la unidad básica de todo ser vivo de modo que siempre posee tres componentes fundamentales: membrana plasmática, citoplasma, con más o menos orgánulos e inclusiones, y material genético, que puede ser ARN o ADN. Pero existen dos niveles distintos de organización celular: procariota y eucariota. Reino Organización celular Tipo de célula Moneras Unicelular Procariota Protistas Unicelular o pluricelular Eucariota Hongos Plantas Pluricelular Animales

La célula eucariota

1.4 niveles de complejidad de los seres vivos Organización acelular: los virus Organización celular Unicelulares: una célula o agrupaciones celulares sin diferenciación estructural ni especialización funcional, como colonias, filamentos, etc. Algunos hongos, algas, protozoos y bacterias. Pluricelulares: plantas y animales, con gran número de células diferenciadas y especializadas, normalmente constituyendo tejidos, o en el caso de los hongos micelios con estructuras especiales.

2. Métodos de estudio de la célula 2.1 microscopía Microscopio óptico o compuesto. Amplificación (aumento del ocular x aumento del objetivo) y resolución (300-200 nm con inmersión). M. de campo claro. Normalmente requiere tinción de la muestra M. de contraste de fases M. de campo oscuro M. de fluorescencia. Requiere colorantes fluorescentes

Microscopia electrónica Microscopia electrónica. Aumenta el límite de resolución hasta 0,3 nm y los aumentos de 1000 (óptico) hasta 250.000. Se utiliza un haz de electrones que atraviesan lentes electromagnéticas en el vacío. M. de transmisión M. de barrido. Da imágenes en relieve

2.2 técnicas de tinción Sirven para aumentar el contraste de las células y se basan en la naturaleza química de las diferentes biomoléculas (ácidas, básicas o neutras). Así los colorantes ponen de manifiesto distintas estructuras.

2.3 fraccionamiento celular Se rompen de forma controlada los tejidos y células para obtener los distintos orgánulos. Homogeinización del tejido: plasmólisis, aplastado o ultrasonidos Centrifugación diferencial

2.4 cultivos celulares Si es necesario aislar ciertos tipos celulares para su estudio, éstas se colocan en una placa de cultivo con un medio de crecimiento y condiciones ambientales adecuados para su crecimiento y división. Normalmente son viables un tiempo, pero a veces surgen líneas celulares espontáneamente, por ejemplo a partir de células cancerosas.

2.5 difracción de rayos x y autorradiografía Difracción de rayos X. Se emplea en microscopía electrónica para estudiar detalles de la estructura molecular de los componentes celulares, determinando la disposición de los átomos. Los rayos chocan con los electrones de la muestra y se recogen en una placa fotográfica. Así se conoció la estructura de la doble hélice de ADN. Autorradiografía. Se incuban las células en presencia de isótopos radiactivos que se incorporan a las moléculas. Al ser inestables emiten radiación ionizante que se registra con el contador Geiger o mediante su impresión en una emulsión fotográfica. Así se estudia el recorrido de esos átomos en la célula, por ejemplo con la utilización del 14C del CO2 se siguió la fijación de C en la fotosíntesis.

3. El origen de la vida Hipótesis del origen de la vida de Alexander Oparin (1922) Experimento de Stanley Miller (1953) Teoría de la panspermia Teoría de la endosimbiosis de Lynn Margullis (1970) Ver vídeos en nuestro blog: El origen de la vida Teoría de la endosimbiosis

Actividades del libro recomendadas Pág. 32, 9 y 11 Pág. 33, 12 y 14 Pág. 35, 18 y 19 Pág. 36, 22 Pág. 43, 30, 32

Bibliografía SANZ ESTEBAN, M. & colab. Biología 2º bachillerato. Proyecto Tesela. Oxford Educación. 2010. http://webs.uvigo.es/mmegias/6-tecnicas/5- general.php Para ampliar conocimientos sobre técnicas de estudio histológicas.