La tierra primitiva y la teoria de Oparin

La Tierra Primitiva

Los astrónomos creen que hace 5 mil millones de años se empezó a formar el sistema solar, a partir de una nube gas y polvo inmensa y muy caliente; se cree que la parte más grande de esta nube se condensó lentamente para formar el Sol. Los nueve planetas, incluyendo la Tierra se formaron de porciones pequeñas de gases y polvo que quedaron dando vueltas alrededor del recién formado Sol; a medida que su materia se iba enfriando lentamente, la Tierra fue adquiriendo su forma a través de millones de años, los materiales mas pesados se unieron para formar un núcleo denso, la corteza y la atmósfera primitiva se formaron de materiales más ligeros ubicados en la parte exterior, las erupciones volcánicas derramaban lava de las regiones calientes del interior, aumentando el material de la corteza, el vapor que salía de estos volcanes se condensaba y caía nuevamente sobre la superficie en forma de lluvia, a medida que la Tierra se enfriaba, se condensaba mas agua para formar los océanos.

La atmósfera de la Tierra primitiva no estaba formada por la misma mezcla de gases que el aire que respiramos, la atmósfera de hoy es, mayormente nitrógeno (N₂) y oxigeno (O₂). Los científicos están de acuerdo en que la mezcla de la Tierra primitiva era distinta, pero difieren en cuanto a su composición. La mayoría de los científicos piensan que la atmósfera primitiva consistía principalmente de amoniaco (NH₃) y metano (CH₄); sin embargo, algunos piensan que consistía generalmente de nitrógeno y bióxido de carbono; probablemente había algo de hidrógeno (H₂) y vapor de agua (H₂O).

Los gases de la atmósfera primitiva, probablemente contenían los elementos que encontramos en los seres vivos: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Los océanos contenían una gran cantidad de gases de la atmósfera disueltos, igual que ahora. El agua de los océanos también contenían minerales disueltos, como sodio (Na), calcio (Ca), fósforo (P), potasio (K) y magnesio (Mg), igual que ahora, los organismos también contienen todos estos elementos.

EVOLUCION QUIMICA: Oparin

En1924 el bioquímico soviético Alexander Ivanovsky Oparín (1894-1980), presentó su libro titulado “El origen de la vida”, en ése trabajo sugirió que recién formada la tierra la atmósfera era muy diferente a la actual; Esta atmósfera primitiva no contenía oxígeno libre, sino que tenía un fuerte carácter reductor debido a la presencia de hidrógeno y de compuestos como el metano y el amoníaco, éstos compuestos reaccionaron entre sí gracias a la energía de la radiación solar, de la actividad eléctrica de la atmósfera y de fuentes de calor como los volcanes, dando como resultado la formación de compuestos orgánicos de alto peso molecular, los que disueltos en los océanos primitivos, dieron origen a los primeros seres vivos.

Segun Oparin, la atmosfera primitiva debió contener cantidades importantes de metano, amoniaco, hidrogeno y vapor de agua y carecer de oxigeno libre. Tomado de Lomeli, 1995

Coacervado. Mecanismo ingenioso sugerido originalmente por Oparín, donde se formaban gotitas coloidales a los que llamó coacervados. Los coloides se producen por la interacción de polímeros orgánicos en solución. Son como una especie de puente entre los compuestos orgánicos y las células.

La formación de moléculas orgánicas complejas, a partir de bloques de construcción más pequeños, debe haber necesitado energía. Oparin sugirió que había varias fuentes de energía posibles: la energía eléctrica de los relámpagos, la energía radiante del Sol, la energía térmica de los volcanes y la energía proveniente de la desintegración de las sustancias radioactivas.

TEORIAS: ORIGEN DE LA VIDA

A)CREACIONISMO. La vida se dio por la acción de un ser divino (Dios)

B)ABIOGENISTAS

La abiogénesis es otro nombre para la generación espontánea.

ARISTOTELES

La generación espontánea es la teoría que dice que los seres vivos se pueden originar de materia no viviente. El maestro y filósofo griego Aristóteles (384-322 AC) creía en la generación espontánea.

Aristóteles había observado una charca durante un largo periodo de sequía y llegó a la conclusión de que los nuevos peces habían salido del fango.

JOHN NEEDHAM (1713-1781)

Científico inglés. Needham llevó acabo numerosos experimentos en los que preparaba unos caldos de carne y vegetales. Entonces, los dejaba estar en envases con tapones de corcho que no estaban bien ajustados. De hecho, creía que al hervir los caldos, mataría todos los microorganismos que había en ellos. Pasados unos días, Needham observó que los caldos contenían microorganismos. Needham llegó a la conclusión de que los microorganismos tenían que haberse desarrollado de los caldos. Los descubrimientos de Needham apoyaron la teoría de la generación espontánea de los microorganismos. El no se dio cuenta de que los microorganismos pudieron entrar porque los frascos no estaban bien cerrados.

VAN HELMONT. Dio una receta para generar ratones a partir de ropa sucia y trigo.

C)BIOGENISTAS.

La biogénesis afirma que un ser vivo procede de otro ser vivo.

Redi diseñó un experimento para determinar si se desarrollaban gusanos en caso de que no se dejara a ninguna mosca entrar en contacto con la carne. Puso la carne en ocho frascos, cuatro de ellos permanecieron abiertos, selló los otros cuatro frascos. En los frascos abiertos, observó que había moscas continuamente. Después de un corto periodo de tiempo, había gusanos únicamente en los frascos abiertos. Redi llegó a la conclusión de que los gusanos aparecían en la carne descompuesta solo si las moscas habían puesto antes sus huevos en la carne.

Los que se oponían a las ideas de Redi porque apoyaban la idea de la generación espontánea, alegaron que no se había permitido que el aire entrara a los frascos sellados, ellos decían que la falta de aire evitaba que hubiera generación espontánea. Redi rediseñó su experimento y usó |cubiertas sobre los frascos, estas cubiertas permitían que entrara el aire, pero dejaban fuera las moscas, no aparecieron gusanos en los frascos cubiertos de esta forma, ya que las moscas ponían los huevos sobre la cubierta y nunca llegaron hasta la carne.Los experimentos de Redi presentaron evidencia en contra de la teoría de la generación espontánea.

Lazzaro Spallanzani (1729-1799)

científico italiano que repitió los experimentos de Needham. Spallanzani tuvo particular cuidado al hervir las mezclas y al llenar los frascos, usó corchos para tapar la mitad de los frascos, selló herméticamente la otra mitad de los frascos. Sapallanzani observó que los seres vivos aparecieron solamente en los frascos tapados con corcho. Presentó este experimento como evidencia de que no hay generación espontánea. Pero los proponentes de la generación espontánea señalaron que se había excluido el aire de los frascos sellados, sostenían que el aire era esencial para que hubiera generación espontánea. Los biogenesistas, sin embargo, crían que el aire era la fuente de contaminación y había que excluirlo.

Louis Pasteur (1822-1895), un científico francés, puso fin a la controversia. Pasteur había demostrado que hay microorganismos en las partículas de polvo. Decidió probar la teoría de la generación espontánea. Empezó colocando caldo en varios frascos. Después, calentó los cuellos de algunos de los frascos y les dio la forma del cuello de cisne. El resto de los frascos tenían los cuellos derechos. Entonces, Pasteur hirvió el caldo de todos los frascos. Los frascos con cuellos derechos fueron expuestos al aire y sellados después. Los microorganismos crecieron solamente en los frascos con el cuello derecho.

La forma del cuello de cisne en algunos de los frascos permitía que entrara el aire. Pero las partículas de polvo se quedaban en las partes de abajo de los cuellos. Al no generarse microorganismos en estos frascos, Pasteur llegó a la conclusión de que la generación de microorganismos dependía directamente de la contaminación por los microorganismos de las partículas de polvo que hay en el aire. El trabajo de Pasteur confirmó la teoría de la biogénesis.

Evidencia "La célula"

 Resolver actividad evidencial complementaria al tema de célula.

1. Relacionar las funciones celulares básicas con el componente celular responsable:
- La membrana con el transporte de sustancias y la comunicación celular.
- El núcleo o nucleoide como centro de información y reproducción de la célula.
- Los organelos relacionados con la elaboración y transporte de biomoléculas: ribosomas, aparato de Golgi, retículo endoplásmico.
- Los centros de almacenamiento y procesamiento de sustancias: vacuolas, vesículas, peroxisomas y lisosomas.
- Las estructuras relacionadas con procesos energéticos: mitocondrias y cloroplastos.
- Las estructuras de soporte y movimiento: citoesqueleto, cilios y flagelos.

2. Relacionar las funciones celulares con procesos orgánicos específicos:
- El transporte en la membrana con la turgencia de una planta.
- La síntesis y transporte de biomoléculas con la producción de insulina en las células pancreáticas.
- La acción de los lisosomas con procesos de fagocitosis querealizan los leucocitos para la defensa del organismo.

- La actividad de las mitocondrias con la liberación de energía que se requiere en los músculos de un deportista.
- La acción de los flagelos con el movimiento que lleva a cabo un espermatozoide, entre otros.

3. Explicar los procesos básicos que se realizan en la célula:
- Transporte de sustancias.
- Comunicación celular.
- Reproducción celular.
- Elaboración y transporte de biomoléculas.
- Almacenamiento y procesamiento de sustancias.
- Procesos energéticos.
- Movimiento.

4. Citar los períodos de vida de los siguientes tipos celulares: eritrocito, neurona, hepatocito, fibra muscular, enterocito.

Imágenes celulares

Las células: cómo funcionan

Lisosomas y digestión celular

Membrana Celular

Sexualidad

“Nada en la vida es más importante, más divertido, más interesante o más problemático que el sexo. Claro que para los distintos bichos que hay sobre la tierra, decir sexo quiere decir aventuras muy pero muy diferentes. Para nosotros quiere decir…bueno, eso. Para algunos querrá decir regar con espermatozoides los huevos que la hembra dejó por allí; para otros organismos se trata de que los vientos o los pajaritos lleven el polen de un lado a otro. Y en definitiva para muchos de esos comportamientos hay que hacerse notar: el sexo ha logrado que en la naturaleza hayan aparecido plumas de colores, flores magnificas, cuernos gigantescos, tatuajes y poemas…”

(Golombek, 2009) “Sexo Drogas y biología” Siglo XXI editores)

¿Qué les queda a los jóvenes?

¿Qué les queda por probar a los jóvenes en este mundo de paciencia y asco? ¿sólo grafitti? ¿rock? ¿escepticismo? también les queda no decir amén no dejar que les maten el amor recuperar el habla y la utopía ser jóvenes sin prisa y con memoria situarse en una historia que es la suya no convertirse en viejos prematuros. ¿qué les queda por probar a los jóvenes en este mundo de rutina y ruina? ¿cocaína? ¿cerveza? ¿barras bravas? les queda respirar / abrir los ojos descubrir las raíces del horror inventar paz así sea a ponchazos entenderse con la naturaleza y con la lluvia y los relámpagos y con el sentimiento y con la muerte esa loca de atar y desatar. ¿qué les queda por probar a los jóvenes en este mundo de consumo y humo? ¿vértigo? ¿asaltos? ¿discotecas? también les queda discutir con dios tanto si existe como si no existe tender manos que ayudan / abrir puertas entre el corazón propio y el ajeno / sobre todo les queda hacer futuro a pesar de los ruines de pasado y los sabios granujas del presente. Mario Benedetti

Membrana Celular

La membrana está constituída de lípidos y proteínas. La parte lipídica de la membrana está formada por una película bimolecular que le da estructura y constituye una barrera que impide el paso de substancias hidrosolubles.Las proteínas de la membrana están suspendidas en forma individual o en grupos dentro de la estructura lipídica, formando los canales por los cuales entran a las células, en forma selectiva, ciertas substancias. La selectividad de los canales de proteínas le permite a la célula controlar la salida y entrada de substancias así como los transportes entre compartimentos celulares. Las proteínas de la membrana no solo hacen que el transporte a través de ella sea selectivo, sino que también son capaces de llevar a cabo transporte activo (transferencia en contra del gradiente de concentración). Las demás funciones de la membrana, como son el reconocimiento y unión de determinadas substancias en la superficies celular están determinadas también por la parte proteica de la membrana. A estas proteínas se les llaman receptores celulares. Los receptores están conectados a sistemas internos que solo actúan cuando la substancia se une a la superficie de la membrana. Mediante este mecanismo actúan muchos de los controles de las células, algunos caminos metabólicos no entran en acción a menos que la molécula "señal", por ejemplo, una hormona, haya llegado a la superficie celular. En la membrana se localizan unas glicoproteínas que identifican a otras células como integrantes de un individuo o como extrañas (inmunoreacción). Las interacciones entre las células que conforman un tejido están basadas en las proteínas de las membranas. Resumiendo, la estructura de las membranas depende de los lípidos y las funciones dependen de las proteínas.

Célula eucariota

La célula (del latín: cellula, diminutivo de “cella” = hueco) es la unidad anatómica y funcional de los seres vivientes, con capacidad para crecer, vincularse con el medio externo, reproducirse y transmitir información a su descendencia. La célula es una unidad anatómica ya que los organismos están constituidos por células, ya sea por una sola o por millones de ellas. Es una unidad funcional porque las células cumplen objetivos vitales específicos que son imprescindibles para poder sobrevivir. Las células son estructuras complejas que crecen, respiran, se alimentan, se relacionan, se reproducen y eliminan sus desechos por sí solas. POSTULADOS DE LA TEORIA CELULAR En 1665, Robert Hooke propuso el nombre de “célula” a los compartimientos observados con el microscopio en un trozo de corcho. Pocos años después, Anton van Leeuwenhoek pudo descubrir las características de los glóbulos rojos, de los espermatozoides y de diversos microorganismos presentes en aguas estancadas. Theodor Schwann, en 1839, postuló el primer principio de la teoría celular, al señalar que todos los seres vivos están formados por células. Diez años más tarde, Rudolf Virchow propuso el segundo principio, al sostener que todas las células provienen de otras células. El concepto moderno de teoría celular se puede resumir en los siguientes postulados: 1-Todo ser vivo está formado por una o más células. 2- La célula es lo más pequeño que tiene vida propia, ya que todas las reacciones químicas de los organismos suceden en su interior. 3- Toda célula procede de otra célula preexistente. 4- El material hereditario se transfiere de la célula madre a las hijas. Cada célula es un sistema abierto que intercambia materia y energía con el medio que la rodea. En una célula es posible que se realicen todas las funciones vitales, de modo que basta una sola célula para que exista un ser vivo. En consecuencia, es posible afirmar que la célula es la unidad fisiológica, la mínima expresión de vida. El tamaño de las células es muy pequeño, imposible de ver a simple vista. Para poder medirlas se utiliza la micra (micrón), que equivale a la milésima parte de un milímetro y se simboliza con la letra griega μ (mu). Si tenemos en cuenta que el diámetro de un glóbulo rojo tiene una longitud aproximada de 7 μ, en un milímetro podrían ordenarse, uno al lado del otro, alrededor de 143 glóbulos. Hay células de tamaños muy variados, con menos de un micrón como algunas bacterias y con longitudes de varios centímetros como las neuronas, células nerviosas con largas y delgadas prolongaciones llamadas axones. En general, se admite que el promedio de las células animales se ubica entre 10 y 20 µ, mientras que las vegetales son de alrededor de 20 a 35 µ. La forma que adoptan las células tiene que ver con la función que realizan. Las hay esféricas, oblongas, cilíndricas, poliédricas, estrelladas, etc. Las células se componen de estructuras diversas según la función que cumplan. Suponiendo que un durazno fuera una célula, la cáscara correspondería a la membrana plasmática, la parte carnosa de la fruta sería el citoplasma y el carozo el núcleo. Dentro del citoplasma están las organelas celulares, que cumplen funciones específicas. A diferencia de las procariotas, las células eucariotas poseen una membrana nuclear que encierra a un núcleo, en cuyo interior se localiza el material genético. Además, dentro del citoplasma tienen numerosos organoides (organelas) que cumplen funciones específicas. Las eucariotas son células evolucionadas y de estructura más compleja que las procariotas. Los protozoos (microorganismos formados por una sola célula), los metazoos (animales multicelulares) y los vegetales están constituidos por células eucariotas. Por lo tanto, las eucariotas dan origen a organismos uni y pluricelulares, y están presentes en la mayoría de los animales y vegetales. Igual que casi todas las células procariotas bacterianas, las células eucariotas de los vegetales poseen una gruesa pared externa compuesta de polisacáridos, específicamente de celulosa en el caso de los vegetales superiores. Esta pared, que es externa a la membrana plasmática, está en contacto íntimo con otras células. Brinda protección y es responsable de la forma que adoptan las células. Las eucariotas de animales no poseen pared celular, siendo la membrana plasmática la que limita el espacio extracelular con el intracelular. Diferencias entre procariotas y eucariotas En general, las eucariotas tienen un tamaño diez veces más grandes que las procariotas. Las células eucariotas se estudian dentro de dos grandes grupos: eucariotas animales y eucariotas vegetales. Ambos tipos de células poseen una membrana celular y una membrana nuclear. Dentro del citoplasma hay organelas diferenciadas para cumplir funciones específicas, como mitocondrias, retículos endoplasmáticos liso y granular, aparato de Golgi, lisosomas, ribosomas, centríolos, vacuolas, microtúbulos y microfilamentos. Para estudiar las diferencias entre las células animales y vegetales, como así también las características de los distintos organoides, consultar células eucariotas. ESTRUCTURA DE LAS EUCARIOTAS MEMBRANA PLASMATICA Es el límite externo de la célula, que le da protección y actúa como una barrera selectiva entre el líquido del espacio extracelular y el citoplasma. La composición de la membrana plasmática incluye alrededor de un 40 % de lípidos y 50 % proteínas, junto a pequeñas cantidades de hidratos de carbono, cerca del 10 %, unidas a las dos anteriores. Los lípidos están representados por una doble capa de fosfolípidos y por otros lípidos como el colesterol, este último solo en eucariotas animales. La formación de la bicapa se debe a que los fosfolípidos son anfipáticos, es decir, cada molécula posee una región hidrofílica, soluble en agua, y una región hidrofóbica que repele el agua. Las cabezas hidrofílicas se orientan hacia el citoplasma y hacia el medio extracelular, mientras que las colas hidrófobas lo hacen hacia el interior de la membrana. Del total de lípidos que conforman la membrana plasmática, cerca del 75 % son fosfolípidos, mientras que el 20 % corresponden a moléculas de colesterol. Estos últimos brindan mayor fortaleza a la membrana y la hacen menos deformable. Además, el colesterol disminuye la permeabilidad de la bicapa a pequeñas moléculas hidrosolubles. El 5 % restante de los lípidos de membrana son los glucolípidos, elementos unidos a los lípidos con características anfipáticas que se orientan hacia el área extracelular. Los glucolípidos contribuyen a mantener la adhesión de células y tejidos. Membrana plasmática Dentro del 50 % de las proteínas que conforman la membrana plasmática hay diferentes tipos. Las denominadas proteínas integrales se unen fuertemente a los lípidos y atraviesan la doble capa. La mayor parte de las proteínas integrales son glucoproteínas, donde el monosacárido se orienta al medio extracelular. Las proteínas periféricas se asocian débilmente a los lípidos y se ubican a uno u otro lado de la membrana, sin atravesarla, en contacto con las cabezas hidrófilas de los fosfolípidos. Las proteínas de la membrana plasmática tienen funciones de comunicación, de unión a receptores moleculares, de transporte, de acción enzimática, de anclaje de filamentos del citoesqueleto y de identidad celular, entre otros. Es así que las proteínas de la membrana plasmática: - Establecen canales a manera de poros por donde entran y salen sustancias de la célula, siendo las proteínas integrales las encargadas de esa misión. - Reconocen y se unen a receptores de ciertas moléculas que sean importantes para la célula, como nutrientes, hormonas, neurotransmisores, etc. Esta función también la realizan las proteínas integrales. - Transportan sustancias a través de la membrana plasmática. - Poseen acción enzimática en la superficie de la membrana, catalizando reacciones bioquímicas. De esta función se encargan las proteínas integrales y periféricas - Fijan los filamentos del citoesqueleto celular, a cargo de ambos tipos de proteínas. - Regulan la identidad celular por medio de las glucoproteínas y glucolípidos, haciendo posible identificar a las células que provienen de otros organismos, como sucede en las transfusiones de sangre. Los glóbulos rojos, al presentar marcadores del tipo A, B, AB y O permiten identificar sangres compatibles. Es decir, la determinación del tipo de sangre en humanos se relaciona con la clase de glucolípidos existente en la superficie de los eritrocitos. Las porciones hidrocarbonadas de las glucoproteínas y los glucolípidos forman el glucocálix, que actúa como una capa protectora. Las membranas de los distintos organoides del citoplasma son las encargadas de mantener las diferentes concentraciones de sustancias que hay en el interior de las estructuras y en el citosol. El grosor aproximado de la membrana plasmática es de 70 - 80 Å (angstrom). Un ángstrom es igual a la diez millonésima parte de un milímetro (1 Å = 0,0000001 mm). La membrana plasmática se une a las membranas plasmáticas de las células vecinas mediante estructuras engrosadas llamadas desmosomas. De función mecánica, los desmosomas mantienen a las células bien ligadas entre sí, por medio de filamentos proteicos anclados al citoesqueleto. Estos parches son abundantes en el tejido epitelial y en el músculo cardíaco, áreas sujetas a una importante tensión mecánica. CITOPLASMA Es la parte de la célula que se ubica entre la membrana plasmática y la membrana nuclear. Está constituido por 85 % de agua y un 15 % de proteínas, aminoácidos, sales y minerales. En el citoplasma se realizan la mayoría de las reacciones metabólicas de la célula. La porción del citoplasma sin estructura y que forma la parte fluida se denomina hialoplasma o citosol, lugar donde están las moléculas necesarias para el mantenimiento de la célula. Vale decir que el hialoplasma es el medio interno líquido de todas las estructuras celulares. El citoesqueleto es una serie de filamentos proteicos responsable de la forma celular y de facilitar el movimiento de los organoides. Actúa como una conexión entre las distintas partes de la célula. El citoesqueleto se destruye y se vuelve a reconstruir, por lo que no es una estructura permanente de la célula. Se forma a partir de tres componentes proteicos: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios. - Microtúbulos: son los componentes más importantes del citoesqueleto, compuestos por una proteína denominada “tubulina”. De consistencia rígida, son los responsables de la formación de estructuras como los centríolos y órganos de locomoción, como los cilios y los flagelos. Los microtúbulos irradian desde el centrosoma. - Microfilamentos: se disponen cerca de la membrana plasmática y están asociados al movimiento de la célula. Están formados por dos tipos de proteínas, la “actina” y la “miosina”. Los microfilamentos están muy desarrollados en células musculares estriadas (músculos voluntarios). La superposición de microfilamentos de actina y miosina permiten la contracción muscular. - Filamentos intermedios: están formados por varios tipos de proteínas. Se extienden por todo el citoplasma y abundan en aquellas células que soportan mucha tensión, por lo que son resistentes y evitan la destrucción celular. Dentro del citoplasma, existen organelas con distintas funciones, que están presentes tanto en eucariotas animales como vegetales y que se detallan a continuación. MITOCONDRIAS Las mitocondrias son organelas que presentan doble membrana, una externa en contacto con el citoplasma y otra interna, hacia la matriz mitocondrial. Dicha matriz está compuesta por agua y proteínas. Las mitocondrias, de forma oval y alargada, son consideradas como las “usinas eléctricas” de las células. Son las encargadas de producir y almacenar energía en forma de ATP a partir de la glucosa, lípidos y demás nutrientes. Mediante la respiración celular, proceso que consume oxígeno y libera dióxido de carbono, se produce energía que se acumula en el ATP. Toda vez que en algún lugar de la célula se necesita aporte energético, por ejemplo para transportar sustancias a través de la membrana plasmática, la división celular, reciclado de desechos, etc., el ATP se descompone y se libera. Las mitocondrias poseen ADN en su interior, un ARN propio y ribosomas. Las mitocondrias ocupan un lugar importante dentro del citoplasma. Algunas células del organismo con una actividad energética importante, como las hepáticas y las musculares, poseen gran cantidad de mitocondrias por cada célula. RETICULO ENDOPLASMÁTICO Esta estructura es un sistema de membranas que se dispone formando una red de sacos aplanados, donde contiene túbulos que se conectan entre sí formando una lámina continua que da lugar a un lumen. Las membranas del retículo endoplásmico separan dicho lumen del citoplasma, y actúan en la transferencia selectiva de moléculas entre ambos compartimientos. Todas las membranas del retículo endoplasmático equivalen a la mitad de las membranas totales que hay en cada célula. Además, es el lugar donde se producen todas las proteínas y los lípidos que forman las membranas del propio retículo, del complejo de Golgi, de los lisosomas y de la membrana plasmática. El retículo endoplásmico adopta dos variedades: una forma granular o rugosa y otra agranular o lisa. El retículo endoplasmático granular está unido a la membrana nuclear externa, mientras que el retículo endoplasmático agranular es una prolongación del retículo endoplasmático rugoso. Son funciones del retículo la síntesis de proteínas, de lípidos, el transporte intracelular de sustancias y la detoxificación de la célula. Las sustancias sintetizadas son almacenadas y luego transportadas a su destino celular. La detoxificación de sustancias como fármacos, drogas y desechos celulares es de gran importancia en las células del hígado. a) Retículo endoplasmático granular (REG) Presenta numerosas protuberancias, debido a una gran cantidad de ribosomas unidos a la membrana. Tiene por función la detoxificación celular y la síntesis de proteínas que serán utilizadas por las membranas, por otras organelas o para ser enviadas fuera de la célula. Estas membranas forman un espacio interno (luz del retículo) que lo separan del citoplasma, condicionando la transferencia selectiva de moléculas entre ambos compartimientos. El REG tiene gran desarrollo en células del hígado y del páncreas, debido a una intensa labor detoxificante y de síntesis. También en los glóbulos blancos, ya que producen y secretan anticuerpos (proteínas) para ser exportadas a todo el organismo. b) Retículo endoplasmático agranular (REA) Su apariencia “lisa” se debe a la carencia de ribosomas. Dentro del REA están las enzimas necesarias para la síntesis de lípidos (triglicéridos, fosfolípidos y esteroides) y enzimas necesarias para la detoxificación de alcoholes y otras sustancias. El REA es importante de células del testículo y del ovario para la síntesis de hormonas esteroides, como también en los hepatocitos para detoxificar sustancias nocivas. COMPLEJO DE GOLGI Es un organoide con 5 a 10 sacos aplanados membranosos de forma discoide denominados dictiosomas. Estos dictiosomas se conectan entre sí y contienen fluidos en su interior. Poseen una cara cóncava y otra convexa. La parte cóncava (cara cis o de formación), próxima al retículo endoplásmico, recibe de este último las proteínas sintetizadas en el área rugosa (granular). Esas proteínas son transportadas en vesículas de transición hasta la mencionada cara cis del complejo de Golgi. La parte convexa del dictiosoma (cara trans o de maduración) es la más cercana a la membrana plasmática y formadora de vesículas de secreción. En síntesis, las vesículas de transición que llegan del retículo endoplásmico penetran en la cara cis del complejo de Golgi, atraviesan todos los sáculos o dictiosomas y llegan al trans-Golgi. Aquí son empaquetadas para luego dirigirse a la membrana plasmática para vaciar su contenido fuera de la célula por exocitosis. El complejo de Golgi secreta sustancias tales como enzimas digestivas, hormonas y sustancias que se transforman en glucoproteínas para la formación de la pared celular. Algunas enzimas permanecen dentro de vesículas membranosas, los lisosomas, capaces de degradar moléculas complejas. El complejo de Golgi se encuentra en todas las células eucariotas, a excepción de las epidérmicas y de los glóbulos rojos. En resumen, las funciones del complejo de Golgi son: -Síntesis de polisacáridos para la pared celular. -Formación de glucoproteínas y glucolípidos de secreción. (glicosilación de prótidos y lípidos). -Formación de lisosomas que permanecen en el citoplasma. -Empaquetamiento, dentro de vesículas, de sustancias de secreción como proteínas. - Transporte intracelular de sustancias. RIBOSOMAS Son organelas muy pequeñas de alrededor de 20 nanómetros de diámetro, visibles al microscopio electrónico. Un nanómetro es la millonésima parte del milímetro (1 nm = 0,000001 mm). Los ribosomas están formados por ácido ribonucleico ribosómico (ARNr) y proteínas. Existen varios millones de estas estructuras en cada célula. Los ribosomas se componen de dos subunidades: una mayor, que se encarga de formar las uniones de aminoácidos que darán lugar a las proteínas, y otra menor que reconoce a los ARN mensajeros (ARNm) y a los ARN de transferencia (ARNt) . En eucariotas, las dos subunidades mencionadas se sintetizan en el nucléolo. Las moléculas de ARN mensajero llevan la información que llega desde el ADN de cómo se distribuirán los aminoácidos para la elaboración de una determinada proteína. El ARN de transferencia transporta los aminoácidos apropiados hacia los ribosomas para que se incorporen a las proteínas. Hay ribosomas que permanecen libres en el citoplasma, fuera del retículo endoplásmico, cuya misión es sintetizar proteínas que permanecen dentro de las células. Los ribosomas de células procariotas y eucariotas tienen la misma forma y función. Se sintetizan dentro del núcleo celular, más precisamente en el nucléolo. NUCLEO Esta la organela, que ocupa la parte central de la célula, actúa como centro de control de casi toda la actividad hereditaria. Está delimitado por dos membranas concéntricas, la carioteca o envoltura nuclear, donde se distinguen una membrana externa que contacta con el citoplasma y otra interna. Sobre esta última, hay una delgada capa de filamentos proteicos, la lámina nuclear, que actúa fijando a los cromosomas cuando la célula se divide. La carioteca, que se conecta de manera directa con el retículo endoplásmico, posee numerosos orificios o poros por donde salen hacia el citoplasma moléculas de ARN mensajero que serán leídas por los ribosomas, proteínas y ARN ribosómico, precursor de los ribosomas. Las sustancias que ingresan por los poros del citoplasma al núcleo son proteínas sintetizadas por los ribosomas citoplasmáticos. Los poros nucleares regulan en forma selectiva el pasaje de sustancias. Una de las funciones de la carioteca es proteger al ADN intranuclear de las distintas reacciones que se producen en el citoplasma. El jugo nuclear es una sustancia que llena todo el núcleo, formada por una solución coloidal que contiene agua, carbohidratos, enzimas y ATP, entre otros. Dentro del núcleo y en íntimo contacto con el jugo nuclear se encuentra la cromatina, que son filamentos muy largos y numerosos de ADN que se enrollan a moléculas de proteínas especiales llamadas “histonas”. Toda vez que una célula inicia su división, los filamentos de ADN se pliegan entre sí dando lugar a la formación de cromosomas. En un determinado lugar de los cromosomas se ubican los genes, que son subdivisiones o porciones de ADN. Es decir, cada gen es una secuencia de ADN que almacena información que se transmite a la descendencia. Otra formación presente dentro del núcleo es el nucléolo, pequeña estructura de forma redondeada y sin membranas. Cuando las células comienzan a reproducirse (mitosis) el nucléolo desaparece, haciéndose nuevamente visible al final de la mitosis. El nucléolo contiene ADN ribosómico, fundamental para el proceso de fabricación de ARN (transcripción), que ha de sintetizar los ribosomas del citoplasma. Se ha comprobado que el nucléolo actúa como un regulador del ciclo celular. Dentro de las importantes funciones que tiene el núcleo sobresale la de ejercer el control de todas las actividades de la célula. Además, interviene en la replicación y transcripción de los ácidos nucleicos y en la transferencia de la información genética a las células hijas durante la división celular. I- ESTRUCTURAS DE EUCARIOTAS ANIMALES Las células eucariotas animales tienen estructuras exclusivas, como el centrosoma, los lisosomas y los cilios y flagelos. Además, se diferencian de las eucariotas vegetales por ser heterótrofas, por carecer de pared celular y de plástidos, estos últimos fundamentales para que los vegetales verdes puedan fotosintetizar. LISOSOMAS Los lisosomas se originan en los dictiosomas (sacos aplanados) del aparato de Golgi, y en ocasiones a partir de vesículas en algunas regiones del retículo endoplasmático granular. Son organelas pequeñas, esféricas y semejantes a vacuolas. Limitadas por una sola membrana, contienen en su interior poderosas enzimas encargadas de digerir sustancias que ingresan a las células (lisosomas digestivos), con lo cual se comportan como un sistema digestivo celular. Por otra parte, los lisosomas pueden degradar desechos celulares, lípidos y proteínas (lisosomas autofágicos) que son liberados a través de la membrana plasmática. CENTROSOMA Ocupa un área del citoplasma situada casi siempre muy cerca del núcleo. Regula los movimientos celulares de cilios y flagelos y tiene un rol fundamental en la división celular. El centrosoma está formado por el diplosoma, la centrosfera y el áster. En su interior está el diplosoma, que son dos cilindros huecos cuyas paredes están formadas por unidades de proteína (figura de la izquierda). Esos cilindros son los centríolos, que carecen de membranas y se ubican de manera perpendicular entre sí. Cada célula posee dos centríolos, cuya función es intervenir en la división celular y posibilitar la transferencia de material genético entre las células hijas. Por cada centríolo hay nueve grupos de tres microtúbulos cada uno, dispuestos en forma cilíndrica. Los centríolos se hacen visibles toda vez que la célula se divide para reproducirse. La centrosfera es una sustancia traslúcida donde se ubica el diplosoma. El áster es el conjunto de filamentos radiales que parten de la centrosfera, fundamentales en el proceso de la mitosis. CILIOS Y FLAGELOS Son proyecciones del citoesqueleto limitadas por una membrana que es continuación de la membrana plasmática. Son estructuras similares y permanentes. Los flagelos se caracterizan por ser largos y escasos. Los cilios por ser cortos y numerosos. Dentro del citoplasma, ambos están formados por un anillo representado por nueve pares de microtúbulos que rodean a un par ubicado en el centro, todo cubierto por la membrana plasmática. Muchas eucariotas, igual que las procariotas bacterianas, utilizan estas estructuras para la locomoción. Son ejemplos el flagelo (cola) de los espermatozoides y los cilios del paramecio. Los cilios (del latín “pestaña”) son prolongaciones muy finas de la membrana plasmática a modo de “dedo de guante”, con un contenido que es continuación del citoplasma. De diámetro uniforme en toda su longitud, rodean total o parcialmente el contorno de las células. Los cilios producen vibraciones sincronizadas que permiten el movimiento de la célula. El Paramecio es un ejemplo de microorganismo ciliado, con cerca de 200 cilios en cada individuo. Los cilios de las células del tracto respiratorio tienen la misión de capturar las partículas del aire. Los flagelos son apéndices en forma de látigo presente en muchos organismos unicelulares, como el Trypanosoma sp. (foto de la izquierda) y en algunos pluricelulares, como los espermatozoides. El flagelo es utilizado para la movilidad celular en medios líquidos, igual que los cilios. También poseen un diámetro uniforme en toda su longitud, aunque algo mayor. Son más largos y menos numerosos que los cilios, ya que algunas células tienen tan solo uno o dos flagelos. El flagelo de las eucariotas se desplaza como si fuera un látigo, mientras que en las procariotas el movimiento es rotatorio a manera de sacacorcho. II- ESTRUCTURAS DE EUCARIOTAS VEGETALES A pesar que las eucariotas vegetales tienen casi los mismos elementos que las eucariotas animales, hay estructuras que son propias como la pared celular y los plástidos. PARED CELULAR Es una típica estructura de eucariotas vegetales y fúngicas. Se ubica en la parte externa de la membrana plasmática, en contacto con células adyacentes. Es de consistencia gruesa y rígida, formada principalmente por celulosa. Cumple una función similar al esqueleto de los animales superiores, ya que le da firmeza a la planta posibilitando que se mantenga erguida. Además, interviene en diversos procesos como la absorción, secreción, transpiración y defensa contra agentes patógenos. La pared está perforada por pequeños poros denominados plasmodesmas. Estos plasmodesmas atraviesan la membrana plasmática y establecen una comunicación directa entre el citoplasma de las células adyacentes. En la pared celular se diferencian tres estructuras, desde el exterior hacia la parte interna de la célula. Ellas son: una lámina media, una pared primaria y una pared secundaria, esta última en contacto con la membrana plasmática y subdividida en tres capas. La celulosa de las paredes celulares protege a las células adyacentes de la desecación. Gran parte de la corteza y de la madera de los árboles está formada de pared celular. PLASTIDOS Tal como las mitocondrias, los plástidos son organelas con doble membrana, responsables de los diferentes colores que tienen las plantas. Dentro de los plástidos, también llamados “plastos”, se distinguen los cloroplastos, los cromoplastos y los leucoplastos. Los cloroplastos contienen clorofila, que se encarga de captar la energía lumínica y transformarla en energía química. De esa forma, el vegetal realiza la fotosíntesis, reacción que tiene lugar en los tilacoides, sacos o vesículas aplanadas que están inmersos en una solución llamada estroma en el interior de los cloroplastos. En la membrana de los tilacoides se ubica la clorofila, carotenos y xantinas. Pilas de tilacoides forman el grana de los cloroplastos. Los cloroplastos producen grande cantidades de ATP (adenosintrifosfato). Contienen ADN, un ARN propio y ribosomas. Los cromoplastos fabrican y almacenan otros pigmentos que le dan color a los frutos, flores y hojas secas. Son ejemplos de esos pigmentos el caroteno (anaranjado) y la xantofila (amarillo). Los leucoplastos son plástidos de color blanquecino encargados de almacenar almidones (amiloplastos), lípidos y proteínas. VACUOLAS Son elementos en forma de saco que se originan a partir de provacuolas, pequeñas estructuras presentes en células jóvenes. A medida que la célula crece, estas diminutas estructuras absorben agua por ósmosis y se unen entre sí hasta formar una vacuola de gran tamaño que ocupa un considerable espacio del citoplasma. Las vacuolas tienen una membrana de permeabilidad selectiva que acumula agua, dando lugar al crecimiento de la célula y al mantenimiento de su turgencia. En su interior contiene sales, glúcidos, proteínas y demás nutrientes. Las vacuolas también actúan en la remoción de elementos innecesarios. Mediante el proceso de exocitosis (movimiento de sustancias hacia fuera de la célula) las vacuolas se acercan y se adhieren a la membrana plasmática para eliminar desechos al exterior. Además, por endocitosis (movimiento de sustancias hacia dentro de la célula) pueden transportar al citoplasma moléculas que no difunden por la membrana celular. En este caso, esas moléculas se adhieren a la membrana plasmática y se produce una invaginación, formándose una vacuola.

Célula procariota

Las procariotas son células pequeñas y de estructura muy sencilla. Carecen de envoltura nuclear (carioteca), con lo cual el contenido del núcleo está diseminado en la zona central del citoplasma. Las procariotas constituyen microorganismos unicelulares de vida muy simple. Como ejemplos de este tipo están arqueobacterias, las bacterias y las algas verde azuladas llamadas cianobacterias. Estas últimas son fotosintéticas, ya que transforman la energía lumínica en energía química, almacenada en carbohidratos. Pueden vivir sobre las rocas, los suelos húmedos y las aguas dulces o saladas. Se supone que las cianobacterias fueron las que formaron el oxígeno que se liberó en la primitiva atmósfera terrestre. Las cianobacterias contienen pigmentos de color verde, la clorofila, de color rojo, la ficoeritrina y azul, la ficocianina. Las bacterias son procariotas que tienen una longitud que oscila entre 1 y 10 micras. Todos sus componentes se encuentran libremente dentro del citoplasma, incluido el ácido desoxirribonucleico (ADN), que se pliega y se enrolla hasta formar el único cromosoma, estructura ubicada en una zona del citoplasma llamada “nucleoide”. Las procariotas poseen un citoesqueleto que se involucra en la protección, la forma y la división celular. La parte más periférica de esta célula presenta una pared celular compuesta por mureína, sustancia formada por glúcidos y aminoácidos que le da rigidez y forma a la célula. La pared celular está rodeada de poros y protege a las procariotas de agresiones externas. La pared no es selectiva, ya que permite la entrada de agua, oxígeno y sustancias vitales, como así también la salida de sustancias celulares de desecho. La pared celular es responsable del aspecto que adoptan las bacterias. Las formas redondeadas se denominan cocos, las alargadas en forma de bastón son los bacilos, las que tienen forma de espiral son espiroquetas y las que parecen como una coma son los vibrios. Hay bacterias que poseen una membrana externa lipoproteica que rodea a la pared celular. Para clasificar los distintos tipos de bacterias se utiliza una técnica llamada tinción de Gram, que consiste en colorearlas para observar como reaccionan las paredes celulares al colorante. Aquellas que se tiñen de color azul o violeta se denominan bacterias Gram positivas, ya que sus gruesas paredes de mureína retienen el colorante. Las bacterias que no se tiñen son Gram negativas, y se caracterizan por tener una doble membrana lipídica con una fina pared celular entre ambas. Existe un grupo de bacterias del género Mycoplasma que poseen una rígida membrana plasmática y carecen de pared celular. Son agentes patógenos de aves y mamíferos responsables de la tuberculosis. En algunas procariotas, como ciertas bacterias, la pared celular está rodeada por una cápsula de naturaleza gelatinosa que les permite adherirse a diversos tejidos animales, piezas dentales, partes de algunos vegetales como las raíces, a las rocas, etc. La cápsula, asociada con la capacidad de infección de muchas bacterias, actúa como un mecanismo de resistencia al dificultar la fagocitosis de los glóbulos blancos. Luego de la pared se encuentra la membrana plasmática, estructura lipoproteica con permeabilidad selectiva, puesto que regula qué sustancias entran y salen de la célula, separando activamente el contenido celular de los fluidos que la rodean. Es así que aquellas moléculas como el agua, el oxígeno o el dióxido de carbono, que son de pequeño tamaño molecular, pueden difundir libremente de y hacia la célula, mientras que las macromoléculas como los hidratos de carbono o los aminoácidos lo hacen de manera regulada mediante proteínas especializadas que transportan a dichas sustancias por todo el espesor de la membrana plasmática. Los mesosomas presentes en las procariotas son invaginaciones de la membrana plasmática hacia el interior del citoplasma que actúan en los procesos metabólicos de la célula, como la síntesis de ATP y de pigmentos fotosintéticos en procariotas autótrofos. Se supone que también intervienen en la separación del nucleoide en el momento de la división celular. Las células procariotas poseen ARN y ribosomas, que tienen por función la síntesis de proteínas. Los ribosomas, que carecen de membranas, elaboran miles de proteínas mediante instrucciones codificadas del ADN y aportan las enzimas necesarias para las diversas reacciones bioquímicas que desarrolla la célula. La reproducción es un mecanismo por el cual las células se dividen para multiplicarse. Las procariotas se reproducen en forma asexual por fisión binaria (del latín fissus = partir, y binarius = de dos en dos), donde el único cromosoma (ADN) se duplica cerca de la membrana plasmática adherido a un punto de unión. Luego se separan y se dirigen a distintos lugares de la membrana plasmática. Más tarde se forma un tabique transversal en la parte media de la célula que se invagina y divide el citoplasma hasta formarse dos células hijas, idénticas a la célula de origen. En bacterias que forman cocos múltiples, las células permanecen sin separarse formando largas cadenas o racimos. Para el desplazamiento, la mayor parte de las procariotas utilizan prolongaciones denominadas flagelos, que se unen a la pared o a la membrana plasmática. Los flagelos están formados por una proteína llamada flagelina. Tienen forma helicoidal y se mueven por rotación a partir de un cuerpo basal adosado a la pared. Esquema de una célula procariota (bacteria) Hay procariotas que segregan sustancias protectoras, a manera de coraza, cuando las condiciones ambientales son desfavorables. Aumentos de temperatura, escasa humedad o presencia de oxígeno (en anaerobios) son factores que hacen que ciertas células se protejan mediante una dura y resistente capa a la espera de que las condiciones sean más apropiadas, para así romper la cubierta y poder relacionarse con el medio que las rodea. La clasificación taxonómica de las células procariotas incluye dos Dominios: Bacteria y Archaea. Las bacterias y las cianobacterias pertenecen al dominio Bacteria, mientras que las arqueobacterias, que son los microorganismos más antiguos del planeta, están incluidas en el dominio Archaea. Las arqueobacterias tienen un tamaño de 0,5 a 5 micras y se reproducen por fisión binaria. Adoptan formas de cocos, bastones o espirilos, aunque también pueden ser pleomórficas e irregulares. Se diferencian de las bacterias por carecer de mureína en la pared celular y por presentar diferentes tipos de lípidos en la membrana plasmática. Además, residen en hábitats extremos como aguas con alto contenido salino, fuentes termales y áreas de petróleo caliente. Por esa razón a las arqueobacterias se la llama extremófilas. De acuerdos a sus hábitos de vida se diferencian las arqueobacterias termófilas, metanogénicas y halófilas. Las termófilas requieren de sulfuros y se desarrollan a temperaturas de 80-100º C en medios muy ácidos. Las hay aerobias y anaerobias. Habitan en zonas muy calientes como áreas volcánicas, géiseres y manantiales. Las metanogénicas utilizan en su metabolismo el hidrógeno y el carbono como fuente de energía. Son microorganismos anaerobios por excelencia. Producen gas metano que al acumularse en el ambiente sirve como fuente natural de gas industrial. Las metanogénicas habitan en el intestino de los animales y en el estómago de los rumiantes. Las arqueobactrerias halófitas son aerobias y viven en ambientes acuáticos con alto contenido salino, de hasta un 25% de cloruro de sodio. En síntesis, dentro de los ecosistemas las procariotas establecen relaciones con lo seres vivos, ya sea favorables como en las simbiosis o perjudiciales como en el parasitismo. No obstante, son de suma importancia por su papel en la descomposición de la materia orgánica en inorgánica como así también en los ciclos biogeoquímicos, en especial en el ciclo del carbono y del nitrógeno.

Células

Tamaño, forma y organización celular

1. Las células son las unidades básicas de la estructura y la función biológica. 2. La mayoría de las células vegetales y animales miden entre 10 y 30 micrómetros de diámetro. Su interior está dividido en compartimientos funcionales: en el citoplasma se encuentran las organelas; en el núcleo, el DNA nuclear. 3. El tamaño celular está limitado por la capacidad del núcleo para regular las actividades metabólicas y por la relación superficie/volumen. Por lo general, las células de menor tamaño son las metabólicamente activas y las que tienen una superficie pequeña en proporción a su volumen. Los límites de la célula 4. La matriz extracelular en los organismos pluricelulares es el conjunto de proteínas y carbohidratos localizados en el espacio que rodea a las células. Participa en la adhesión entre células y en el desarrollo de tejidos y órganos, controlando la diferenciación celular, la morfogénesis, la migración de células y el metabolismo. 5. La membrana celular mantiene separada a la célula del medio que la rodea y regula la entrada y salida de sustancias. Está formada por fosfolípidos, proteínas y, en algunos casos, colesterol. Los fosfolípidos forman una bicapa dinámica y fluida por la cual se desplazan lateralmente las proteínas (modelo de mosaico fluido). La cara interna de la membrana presenta proteínas integrales de membrana y proteínas periféricas, que presentan actividades enzimáticas, actúan como receptores de señales químicas o participan en el transporte de sustancias. La cara externa presenta cadenas cortas de carbohidratos unidas a proteínas, que cumplen funciones de adhesión celular y reconocimiento de moléculas. 6. Las células vegetales están rodeadas por una pared celular, que realiza muchas de las funciones que cumple la matriz extracelular en las células animales. Cuando una célula vegetal se divide, se forma una pared primaria de celulosa. A veces, cuando las células maduran, se forma una pared secundaria de polisacáridos como la lignina. 7. Las células eucariontes poseen membranas internas que presentan la misma estructura general que la membrana celular y definen los compartimientos y las organelas. En el interior de la célula, el núcleo 8. El núcleo celular es un compartimiento esférico que contiene el DNA nuclear y asegura la síntesis de las moléculas complejas que requiere la célula. Está limitado por dos membranas concéntricas que presentan poros por donde circulan sustancias desde el citoplasma y hacia él. 9. En las células eucariontes, las moléculas de DNA nuclear son lineales y están fuertemente unidas a proteínas histónicas y no histónicas. Cada molécula de DNA con sus proteínas constituye un cromosoma. Cuando la célula no se está dividiendo, los cromosomas forman una maraña de hilos delgados llamada cromatina. Cuando la célula se divide, los cromosomas se condensan. 10. El cuerpo más conspicuo dentro del núcleo es el nucléolo, lugar donde se construyen las subunidades de los ribosomas. Entre el núcleo y la membrana celular, el citoplasma 11. En el citoplasma se pueden distinguir el citosol, las organelas y el citoesqueleto. El citosol es una solución acuosa rica en proteínas, iones y otras moléculas. Las vesículas y las vacuolas, el retículo endoplasmático, el complejo de Golgi y los lisosomas son organelas que constituyen el sistema de endomembranas. Los ribosomas, los peroxisomas, las mitocondrias y los plástidos son otros tipos de organelas. 12. Las vesículas almacenan y transportan materiales, dentro de la célula, hacia ella y desde el exterior. La mayoría de las células de plantas y hongos contienen un tipo particular de vesículas, llamadas vacuolas, que mantienen la turgencia celular. 13. El retículo endoplasmático es una red de sacos aplanados, tubos y canales interconectados. Se denomina rugoso cuando tiene ribosomas adheridos a su superficie externa, y liso cuando no los tiene. Cumple un papel importante en el tráfico de proteínas. En asociación con las membranas del retículo liso se producen la síntesis de lípidos y la degradación del glucógeno. 14. El complejo de Golgi es un conjunto de cisternas que actúan como centro de compactación, modificación y distribución de proteínas y lípidos. En las células de las plantas, sintetiza y reúne algunos de los componentes de las paredes celulares. 15. Los lisosomas son un tipo especial de vesículas presentes en las células animales. Contienen enzimas hidrolíticas activas en medio ácido, que degradan las principales macromoléculas que se encuentran en la célula. En los glóbulos blancos, intervienen en la digestión de bacterias. 16. Los peroxisomas contienen distintas enzimas oxidativas que participan en la degradación de los ácidos grasos y el peróxido de hidrógeno que se forma durante el proceso. También degradan sustancias tóxicas como el etanol. En las plantas hay dos tipos de peroxisomas: los que están en las hojas y los que están en las semillas en germinación; estos últimos transforman los ácidos grasos en los azúcares necesarios para el crecimiento de la planta. 17. Los ribosomas son las únicas organelas que no están rodeadas por membranas. En ellos se acoplan los aminoácidos durante la síntesis de proteínas. Los que están libres intervienen en la síntesis de proteínas que permanecerán en el citosol; los que están adheridos a la superficie externa del retículo endoplasmático lo hacen en la síntesis de proteínas que serán enviadas a la superficie de la célula, al exterior o a otros compartimientos del sistema de endomembranas. 18. Las mitocondrias presentan dos membranas. La interna está plegada hacia adentro y forma crestas donde ocurre la respiración celular, proceso que consiste en la degradación de moléculas orgánicas. La energía liberada durante la degradación es almacenada en el ATP. Como las bacterias, las mitocondrias se reproducen por fisión binaria, tienen un pequeño cromosoma y poseen ribosomas similares a los que tienen los procariontes. 19. Los plástidos se encuentran sólo en las plantas y las algas. Hay tres tipos de plástidos maduros: leucoplastos, cromoplastos y cloroplastos. Los leucoplastos almacenan almidón, proteínas o aceites. Los cromoplastos contienen los pigmentos que dan color a las flores y los frutos. Los cloroplastos son el lugar en donde ocurre la fotosíntesis. Como las mitocondrias, los cloroplastos contienen en la estroma muchas copias de un pequeño cromosoma. 20. El citoesqueleto es un denso entramado de haces de fibras proteicas que se extiende a través del citoplasma. Está formado por tres tipos de filamentos: microtúbulos, filamentos intermedios y filamentos de actina. Los microtúbulos son tubos huecos, formados por dímeros de tubulina alfa y beta. Son componentes de los cilios y los flagelos, participan en el transporte de organelas y en el movimiento de los cromosomas durante la división celular. Los filamentos intermedios están compuestos por proteínas fibrosas resistentes y duraderas, formadas por tetrámeros. Abundan en las células sometidas a tensiones mecánicas (epiteliales, nerviosas y musculares) y forman la lámina nuclear, un armazón que sostiene la membrana del núcleo. Los filamentos de actina están constituidos por actina, una proteína globular. Producen movimientos celulares mediante la formación de seudópodos, estrangulan el citoplasma durante la división celular y forman parte de las estructuras contráctiles de las células musculares. El citoesqueleto y el movimiento 21. Todas las células poseen movimientos celulares como las corrientes citoplasmáticas, los movimientos de las organelas y los cromosomas y los cambios de forma durante la división. 22. Existen dos mecanismos de movimiento celular: el montaje de proteínas contráctiles como la actina y la miosina y las estructuras motoras permanentes formadas por la asociación de microtúbulos (cilios y flagelos). La actina participa en el mantenimiento de la organización citoplasmática, la movilidad celular y el movimiento interno de los contenidos celulares. En algunos casos, el movimiento es producido por la interacción entre actina y miosina, por ejemplo, los movimientos musculares de los vertebrados. Los cilios y los flagelos son estructuras largas, delgadas y huecas, que se extienden desde la superficie de las células eucariontes. Los cilios son cortos y aparecen en grandes cantidades, los flagelos son largos y escasos. Sólo están ausentes en unos pocos grupos de eucariontes (algas rojas, hongos, plantas con flor y gusanos redondos). 23. Casi todos los cilios y los flagelos tienen la misma estructura interna: nueve pares de microtúbulos fusionados forman un anillo que rodea a otros dos microtúbulos situados en el centro. En la parte inferior de cada cilio hay una estructura en forma de cilindro, el cuerpo basal, formado por microtúbulos dispuestos en nueve tripletes en la periferia del cilindro y sin microtúbulos en el centro. 24. Muchos tipos de células eucariontes contienen en su citoplasma centríolos, cuya estructura es idéntica a la de los cuerpos basales. Se encuentran sólo en organismos que presentan cilios y flagelos. Habitualmente se hallan en pares, con sus ejes longitudinales formando ángulos rectos entre sí, en la región del citoplasma próxima a la envoltura nuclear. Esa región, llamada centrosoma, participa en la formación del huso mitótico. El huso es una estructura formada por microtúbulos, que aparece en la división celular y está relacionada con el movimiento de los cromosomas.

La Célula

Célula unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas están formados por muchos millones de células organizadas en tejidos y órganos. Aunque los virus y los extractos acelulares realizan muchas de las funciones propias de la célula viva, carecen de vida independiente, capacidad de crecimiento y reproducción propios de las células y, por tanto, no se consideran seres vivos. La biología estudia las células en función de su constitución molecular y la forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano. Para poder comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen. Características generales de las células Hay células de formas y tamaños muy variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una micra o µm (1 µm es igual a una millonésima de metro) de longitud. En el extremo opuesto se encuentran las células nerviosas, corpúsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden alcanzar varios metros de longitud (las del cuello de la jirafa constituyen un ejemplo espectacular). Casi todas las células vegetales tienen entre 20 y 30 µm de longitud, forma poligonal y pared celular rígida. Las células de los tejidos animales suelen ser compactas, entre 10 y 20 µm de diámetro y con una membrana superficial deformable y casi siempre muy plegada. Pese a las muchas diferencias de aspecto y función, todas las células están envueltas en una membrana -llamada membrana plasmática- que encierra una sustancia rica en agua llamada citoplasma. En el interior de las células tienen lugar numerosas reacciones químicas que les permiten crecer, producir energía y eliminar residuos. El conjunto de estas reacciones se llama metabolismo (término que proviene de una palabra griega que significa cambio). Todas las células contienen información hereditaria codificada en moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN); esta información dirige la actividad de la célula y asegura la reproducción y el paso de los caracteres a la descendencia. Estas y otras numerosas similitudes (entre ellas muchas moléculas idénticas o casi idénticas) demuestran que hay una relación evolutiva entre las células actuales y las primeras que aparecieron sobre la Tierra. Composición química En los organismos vivos no hay nada que contradiga las leyes de la química y la física. La química de los seres vivos, objeto de estudio de la bioquímica, está dominada por compuestos de carbono y se caracteriza por reacciones acaecidas en solución acuosa y en un intervalo de temperaturas pequeño. La química de los organismos vivientes es muy compleja, más que la de cualquier otro sistema químico conocido. Está dominada y coordinada por polímeros de gran tamaño, moléculas formadas por encadenamiento de subunidades químicas; las propiedades únicas de estos compuestos permiten a células y organismos crecer y reproducirse. Los tipos principales de macromoléculas son las proteínas, formadas por cadenas lineales de aminoácidos; los ácidos nucleicos, ADN y ARN, formados por bases nucleotídicas, y los polisacáridos, formados por subunidades de azúcares. Células procarióticas y eucarióticas Entre las células procarióticas y eucarióticas hay diferencias fundamentales en cuanto a tamaño y organización interna. Las procarióticas, que comprenden bacterias y cianobacterias (antes llamadas algas verdeazuladas), son células pequeñas, entre 1 y 5 µm de diámetro, y de estructura sencilla; el material genético (ADN) está concentrado en una región, pero no hay ninguna membrana que separe esta región del resto de la célula. Las células eucarióticas, que forman todos los demás organismos vivos, incluidos protozoos, plantas, hongos y animales, son mucho mayores (entre 10 y 50 µm de longitud) y tienen el material genético envuelto por una membrana que forma un órgano esférico conspicuo llamado núcleo. De hecho, el término eucariótico deriva del griego 'núcleo verdadero', mientras que procariótico significa 'antes del núcleo' . Superficie celular El contenido de todas las células vivas está rodeado por una membrana delgada llamada membrana plasmática, o celular, que marca el límite entre el contenido celular y el medio externo. La membrana plasmática es una película continua formada por moléculas de lípidos y proteínas, entre 8 y 10 nanómetros (nm) de espesor y actúa como barrera selectiva reguladora de la composición química de la célula. La mayor parte de los iones y moléculas solubles en agua son incapaces de cruzar de forma espontánea esta barrera, y precisan de la concurrencia de proteínas portadoras especiales o de canales proteicos. De este modo la célula mantiene concentraciones de iones y moléculas pequeñas distintas de las imperantes en el medio externo. Otro mecanismo, que consiste en la formación de pequeñas vesículas de membrana que se incorporan a la membrana plasmática o se separan de ella, permite a las células animales transferir macromoléculas y partículas aún mayores a través de la membrana. Casi todas las células bacterianas y vegetales están además encapsuladas en una pared celular gruesa y sólida compuesta de polisacáridos (el mayoritario en las plantas superiores es la celulosa). La pared celular, que es externa a la membrana plasmática, mantiene la forma de la célula y la protege de daños mecánicos, pero también limita el movimiento celular y la entrada y salida de materiales. El núcleo El órgano más conspicuo en casi todas las células animales y vegetales es el núcleo; está rodeado de forma característica por una membrana, es esférico y mide unas 5 µm de diámetro. Dentro del núcleo, las moléculas de ADN y proteínas están organizadas en cromosomas que suelen aparecer dispuestos en pares idénticos. Los cromosomas están muy retorcidos y enmarañados y es difícil identificarlos por separado. Pero justo antes de que la célula se divida, se condensan y adquieren grosor suficiente para ser detectables como estructuras independientes. El ADN del interior de cada cromosoma es una molécula única muy larga y arrollada que contiene secuencias lineales de genes. Éstos encierran a su vez instrucciones codificadas para la construcción de las moléculas de proteínas y ARN necesarias para producir una copia funcional de la célula. El núcleo está rodeado por una membrana doble, y la interacción con el resto de la célula (es decir, con el citoplasma) tiene lugar a través de unos orificios llamados poros nucleares. El nucleolo es una región especial en la que se sintetizan partículas que contienen ARN y proteína que migran al citoplasma a través de los poros nucleares y a continuación se modifican para transformarse en ribosomas. El núcleo controla la síntesis de proteínas en el citoplasma enviando mensajeros moleculares. El ARN mensajero (ARNm) se sintetiza de acuerdo con las instrucciones contenidas en el ADN y abandona el núcleo a través de los poros. Una vez en el citoplasma, el ARNm se acopla a los ribosomas y codifica la estructura primaria de una proteína específica. Citoplasma y citosol El citoplasma comprende todo el volumen de la célula, salvo el núcleo. Engloba numerosas estructuras especializadas y orgánulos, como se describirá más adelante. La solución acuosa concentrada en la que están suspendidos los orgánulos se llama citosol. Es un gel de base acuosa que contiene gran cantidad de moléculas grandes y pequeñas, y en la mayor parte de las células es, con diferencia, el compartimiento más voluminoso (en las bacterias es el único compartimiento intracelular). En el citosol se producen muchas de las funciones más importantes de mantenimiento celular, como las primeras etapas de descomposición de moléculas nutritivas y la síntesis de muchas de las grandes moléculas que constituyen la célula. Aunque muchas moléculas del citosol se encuentran en estado de solución verdadera y se desplazan con rapidez de un lugar a otro por difusión libre, otras están ordenadas de forma rigurosa. Estas estructuras ordenadas confieren al citosol una organización interna que actúa como marco para la fabricación y descomposición de grandes moléculas y canaliza muchas de las reacciones químicas celulares a lo largo de vías restringidas. Citoesqueleto El citoesqueleto es una red de filamentos proteicos del citosol que ocupa el interior de todas las células animales y vegetales. Adquiere una relevancia especial en las animales, que carecen de pared celular rígida, pues el citoesqueleto mantiene la estructura y la forma de la célula. Actúa como bastidor para la organización de la célula y la fijación de orgánulos y enzimas. También es responsable de muchos de los movimientos celulares. En muchas células, el citoesqueleto no es una estructura permanente, sino que se desmantela y se reconstruye sin cesar. Se forma a partir de tres tipos principales de filamentos proteicos: microtúbulos, filamentos de actina y filamentos intermedios, unidos entre sí y a otras estructuras celulares por diversas proteínas. Los movimientos de las células eucarióticas están casi siempre mediatizados por los filamentos de actina o los microtúbulos. Muchas células tienen en la superficie pelos flexibles llamados cilios o flagelos, que contienen un núcleo formado por un haz de microtúbulos capaz de desarrollar movimientos de flexión regulares que requieren energía. Los espermatozoides nadan con ayuda de flagelos, por ejemplo, y las células que revisten el intestino y otros conductos del cuerpo de los vertebrados tienen en la superficie numerososcilios que impulsan líquidos y partículas en una dirección determinada. Se encuentran grandes haces de filamentos de actina en las células musculares donde, junto con una proteína llamada miosina, generan contracciones poderosas. Los movimientos asociados con la división celular dependen en animales y plantas de los filamentos de actina y los microtúbulos, que distribuyen los cromosomas y otros componentes celulares entre las dos células hijas en fase de segregación. Las células animales y vegetales realizan muchos otros movimientos para adquirir una forma determinada o para conservar su compleja estructura interna.. Mitocondrias y cloroplastos Las mitocondrias son uno de los orgánulos más conspicuos del citoplasma y se encuentran en casi todas las células eucarióticas. Observadas al microscopio, presentan una estructura característica: la mitocondria tiene forma alargada u oval de varias micras de longitud y está envuelta por dos membranas distintas, una externa y otra interna, muy replegada. Las mitocondrias son los orgánulos productores de energía. La célula necesita energía para crecer y multiplicarse, y las mitocondrias aportan casi toda esta energía realizando las últimas etapas de la descomposición de las moléculas de los alimentos. Estas etapas finales consisten en el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono, proceso llamado respiración, por su similitud con la respiración pulmonar. Sin mitocondrias, los animales y hongos no serían capaces de utilizar oxígeno para extraer toda la energía de los alimentos y mantener con ella el crecimiento y la capacidad de reproducirse. Los organismos llamados anaerobios viven en medios sin oxígeno, y todos ellos carecen de mitocondrias. Los cloroplastos son orgánulos aún mayores y se encuentran en las células de plantas y algas, pero no en las de animales y hongos. Su estructura es aún más compleja que la mitocondrial: además de las dos membranas de la envoltura, tienen numerosos sacos internos formados por membrana que encierran el pigmento verde llamado clorofila. Desde el punto de vista de la vida terrestre, los cloroplastos desempeñan una función aún más esencial que la de las mitocondrias: en ellos ocurre la fotosíntesis; esta función consiste en utilizar la energía de la luz solar para activar la síntesis de moléculas de carbono pequeñas y ricas en energía, y va acompañado de liberación de oxígeno. Los cloroplastos producen tanto las moléculas nutritivas como el oxígeno que utilizan las mitocondrias. Membranas internas Núcleos, mitocondrias y cloroplastos no son los únicos orgánulos internos de las células eucarióticas delimitados por membranas. El citoplasma contiene también muchos otros orgánulos envueltos por una membrana única que desempeñan funciones diversas. Casi todas guardan relación con la introducción de materias primas y la expulsión de sustancias elaboradas y productos de desecho por parte de la célula. Por ello, en las células especializadas en la secreción de proteínas, por ejemplo, determinados orgánulos están muy atrofiados; en cambio, los orgánulos son muy numerosos en las células de los vertebrados superiores especializadas en capturar y digerir los virus y bacterias que invaden el organismo. La mayor parte de los componentes de la membrana celular se forman en una red tridimensional irregular de espacios rodeada a su vez por una membrana y llamada retículo endoplasmático (RE), en el cual se forman también los materiales que son expulsados por la célula. El aparato de Golgi está formado por pilas de sacos aplanados envueltos en membrana; este aparato recibe las moléculas formadas en el retículo endoplasmático, las transforma y las dirige hacia distintos lugares de la célula. Los lisosomas son pequeños orgánulos de forma irregular que contienen reservas de enzimas necesarias para la digestión celular de numerosas moléculas indeseables. Los peroxisomas son vesículas pequeñas envueltas en membrana que proporcionan un sustrato delimitado para reacciones en las cuales se genera y degrada peróxido de hidrógeno, un compuesto reactivo que puede ser peligroso para la célula. Las membranas forman muchas otras vesículas pequeñas encargadas de transportar materiales entre orgánulos.En una célula animal típica, los orgánulos limitados por membrana pueden ocupar hasta la mitad del volumen celular total. Secreción y endocitosis Una de las funciones más importantes de las vesículas es transportar materiales hacia la membrana plasmática y desde ella hacia el interior de la célula; constituyen de este modo un medio de comunicación entre el interior celular y el medio externo. Hay un intercambio continuo de materiales entre el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, los lisosomas y el exterior celular. Dicho intercambio está mediado por pequeñas vesículas delimitadas por membrana que se forman por gemación a partir de una membrana y se fusionan con otra. Así, en la superficie celular siempre hay porciones de membrana plasmática que se invaginan y separan para formar vesículas que transportan hacia el interior de la célula materiales capturados en el medio externo; este fenómeno se llama endocitosis, y permite a la célula engullir partículas muy grandes e incluso células extrañas completas. El fenómeno opuesto, llamado secreción o exocitosis, es la fusión de las vesículas internas con la membrana plasmática seguida de la liberación de su contenido al medio externo; es también común en muchas células.

Actividad evidencial

1.Investiguen sobre los siguientes trastornos alimentarios y completen armando un cuadro donde se citen:
Enfermedad (bulimia nerviosa, vigorexia,anorexia nerviosa, megarexia, dismorfia muscular, sobreingesta compulsiva).
Características: Causa y Efecto
Prevención
Recomendaciones para su tratamiento

2. Escribe tu reflexión sobre qué pasa si se abusa en el consumo de alimentos con alto
grado de contenido de carbohidratos y grasa o lípidos, y las desventajas de consumir
menor cantidad de alimentos de la que requiere el organismo; sobre todo en la niñez y
adolescencia.

Alimentación correcta para la salud

El cuerpo humano es una máquina muy compleja y como tal, requiere de energía proporcionada por un combustible para poder funcionar y mantenerse con vida. Ese combustible lo proporcionan los alimentos. En ellos se encuentran sustancias denominadas nutrientes o nutrimentos, los que están en distintas proporciones, dependiendo del tipo de alimento. Mantener el cuerpo sano, trabajando correctamente, depende en gran medida de cuánto se come y qué se come; por lo que se debe poner especial cuidado en la alimentación. ¿Has oído hablar o leído que la dieta debe ser balanceada o equilibrada? ¿Sabes lo que estos términos significan?
La dieta es la suma de alimentos consumidos por una persona u organismo. Los hábitos dietéticos de los seres humanos son las decisiones habituales que un individuo o una cultura hacen al elegir qué alimentos comer. La elección de los alimentos puede ser sana, según la frecuencia y cantidad con que se consuma. Los hábitos dietéticos individuales juegan un papel muy significativo en la salud y mortalidad de los individuos de acuerdo con su edad y estado de salud en general. El régimen alimenticio o dieta puede ser, suficiente, completa, equilibrada, adecuada, variada o higiénica.
La dieta suficiente es la que cumple con los nutrientes normales. Es aquélla que contiene los alimentos en suficiente calidad y cantidad, que aporta la cantidad necesaria de calorías, dependiendo del gasto energético de cada individuo. Por ejemplo:aporta la cantidad necesaria de calorías, dependiendo del gasto energético de cada individuo. Por ejemplo: La dieta suficiente en el caso de mujeres jóvenes, de 14 a 18 años de edad, que estudian y realizan ejercicio, será de 2400 calorías. La dieta suficiente en hombres que estudian y hacen ejercicio, de 14 a 18 años de edad será de 3000 calorías.
Una dieta completa debe contener los grupos básicos de alimentos: carbohidratos, lípidos, proteínas, vitaminas, minerales y agua; es necesario consumir distintos alimentos, pero no en grandes cantidades para mantener un peso estable. Adecuada, como lo indica su nombre, esta dieta es especialmente hecha para cada persona en especial, tomando en cuenta características como: complexión física, estatura, edad, sexo, estado de salud, ocupación y ejercicio físico y mental, porque hay alimentos que por su digestión lenta entorpecen ciertas actividades. También se debe tomar en cuenta el clima, pues al ser caluroso la ingesta de líquidos debe ser en mayor proporción. Además se debe investigar si el metabolismo es lento o acelerado, para decidir el tipo de alimentos que se utilizaran. En personas que padecen ciertas enfermedades como diabetes, obesidad, insuficiencia renal, etc. la dieta diaria debe adecuarse a la patología correspondiente. Por ejemplo, en el caso de hipertensión arterial, la dieta adecuada se hará restringiendo sal, grasas y bebidas alcohólicas.
Dieta variada, contendrá una cantidad de nutrientes de todos los grupos alimentarios que, desde luego, serán variados, con el fin de mantener un equilibrio nutricional. Para que una dieta sea higiénica se debe cuidar que los diferentes tipos de alimentos que van a ingerirse estén limpios y desinfectados.
Las dietas inadecuadas son sinónimo de enfermedad y causan estados patológicos como desnutrición, obesidad, anemia y avitaminosis. Para mantener el equilibrio, las calorías que se gastan deben se iguales a las que se obtienen de los alimentos. Si no hay equilibrio, se adelgaza o se engorda.
Una alimentación higiénica, suficiente y equilibrada, es la base para sentirse bien, prevenir enfermedades y disfrutar de la vida. Estar bien alimentado también permite afrontar mejor los momentos difíciles que, ¿quién no los tiene?
Cuando hay algún desequilibrio en la alimentación, se altera el funcionamiento del organismo. Lo anterior se manifiesta por señales y síntomas que indican que hay algún problema.

Actividad práctica

En equipo resuelvan el siguiente problema: ¿qué alimentos contienen almidón y/o lípidos?
Elaboren una hipótesis sobre qué nutrientes esperan encontrar en qué tipo de alimentos.
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¿Qué necesitan?: 10 muestras pequeñas de alimentos (incluye alimentos de origen vegetal y animal, en estos procura contar con jamón o embutidos de bajo precio), solución de lugol o tintura de yodo, plato o charola pequeña, 2 goteros, papel estraza, aceite.

Procedimiento:
En primer lugar preparar el reactivo. Mezcla 1 gota de tintura de yodo con 10 gotas de agua. O solicita el lugol al laboratorista de tu plantel.
Si en el alimento hay almidón, aparecerá una coloración azul oscuro.
Tomen un trozo pequeño de papel estraza y coloquen una gota de aceite, observen que al secar se vuelve traslúcido, por efecto del lípido o grasa.
Dividir las muestras de alimento en dos partes una para determinar la presencia de almidón (carbohidratos) y la otra para lípidos.
A una mitad le añaden 5 gotas de tintura o lugol, observe y registren.
Tomen un pedazo de papel estraza por cada muestra y anoten en el nombre del alimento, froten el alimento correspondiente en el papel, esperen a que seque, observen.
Registren sus datos en una tabla.