Jóvenes emprendedores para el siglo xxi”




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Colegio Alberto Blest Gana

Jóvenes emprendedores para el siglo XXI”

Coordinación Académica

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SUBSECTOR DE APRENDIZAJE: Biología

NOMBRE MODULO N°1: Organización, estructura y actividad celular

NIVEL: 3º Medio Común

PROFESOR(A): María Victoria Aravena
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE:



  • Los estudiantes identifican estructuras especializadas en diversas células, incluyendo organismos unicelulares, relacionándolas con su función.




Liceo Benjamín Vicuña Mackenna
Nombre:………………………………………………………

Curso:……………………

Fecha:……………………



Modulo de auto aprendizaje

Unidad 1: Organización, estructura y actividad celular

Adaptación de “Guía de estudio nº 1: La célula” del Profesor David Santibáñez Gómez
Introducción:

La biología actual se basa en que todos los seres vivos funcionan gracias a las células que los constituyen, pero este conocimiento surgió hace poco mas de 160 años, gracias a la invención del microscopio. Fue hasta 1665, cuando Robert Hooke examinó un trozo de corcho con un microscopio que había fabricado que las células fueron observadas, pero en realidad no vio célu­las en el corcho, sino las paredes de las células de corcho muertas. No fue sino hasta mucho tiempo después cuando se supo que el interior de la célula, rodeado por las paredes, es la parte importante de la estructura.

Unos pocos años después el naturalista holandés Anton van Leeuwenhoek observó cé­lulas vivas con lentes pequeñas que él pulió. Sin embargo, no dio a conocer sus técnicas de fabricación de lentes, y transcurrió más de un siglo antes de que los biólogos advirtieran la importancia de los micros­copios y lo que podrían revelar. No fue sino hasta principios del siglo XIX cuando los microscopios estuvieron lo suficientemente desarrolla­dos para que los biólogos pudieran iniciar el estudio de las células.

En la actualidad además del microscopio óptico, existen microscopios que permiten ver muestras mucho más pequeñas. Los microscopios electrónicos utilizan haces de electrones en lugar de luz. Los electrones se enfocan mediante campos mag­néticos en lugar de lentes. Algunos tipos de microscopios elec­trónicos pueden resolver estructuras de unos cuantos nanómetros (la mil millonésima parte de un metro). Los microscopios elec­trónicos de transmisión (MET) pasan electrones a través de una muestra delgada y pueden mostrar estructuras dimi­nutas dentro de las células, incluyendo a los organelos y membranas plasmáticas. Los microscopios electrónicos de barrido ­(MEB) rebotan electrones sobre las muestras que han sido cu­biertas con metales y proporcionan imágenes tridimensionales. Los MEB pueden utilizarse para ver estructuras en un rango de tamaño que va desde insectos completos hasta células y aún or­ganelos.
La teoría celular

Luego que Hooke y Leeuwenhoek dieran a conocer sus observaciones debió pasar más de un siglo antes de que los biólogos comenzaran a entender la importancia de las células en la vida en la Tierra. Los microscopistas primero se dieron cuenta de que muchas plantas estaban formadas completamente por células. La pared gruesa que rodea a todas las células de las plantas hizo que estas observaciones fueran fáciles. Sin embargo, las células animales fueron descubiertas hasta 1830, cuando el zoólogo alemán Theodor Schwann vio que el cartílago contiene células que "semejan exactamente a las célu­las de las plantas". En 1839, después de estudiar las células durante años, Schwann publicó su teoría, llamando células a las partes elementales, tanto de plantas como de animales. A mediados de 1800, un botánico alemán, llamado Mattias Schleiden, tuvo una visión científica más refinada de las células al escribir: "...es fácil percibir que los procesos vitales de las células individuales deben formar los fundamentos básicos absolutamente indispensables" de la vida.

En pocos años, varios microscopistas habían observado que las células vivas podían crecer y dividirse en células más pequeñas. En 1858, el patólogo austríaco, Rudolf Virchow escribió: "cada animal es la suma de sus unidades vitales, cada una de las cuales contiene todas las características de la vida". Es más, Vir­chow predijo: "donde hay una célula, tiene que haber existiendo una célula anterior, de la misma manera que un animal se forma de otro animal y una planta sólo de una planta". Cabe recordar que en aquellos años todavía existían defensores de la abiogénesis, es decir la posibilidad de generar vida desde materia inanimada.

Desde la perspectiva que proporcionaba la teoría de la evolución de Darwin, que se publica al año siguiente (1859), el concepto de Virchow adquiere un significado mucho mayor: hay una continuidad inquebrantada entre las células modernas – y los organismos que las poseen – y las primeras células primitivas de la Tierra. La idea de que todas las células vivas de hoy tienen antecesoras que se remontan a tiempos antiguos fue planteada por primera vez hacia 1880 por el biólogo alemán August Weismann.

De esta manera, los tres principios de la teoría celular moderna evolucionaron directamente de los enunciados de Virchow:

  1. Cada organismo vivo está formado por una o más células.

  2. Los organismos vivos más pequeños son células únicas y las células son unidades funcionales de los organismos multicelulares.

  3. Todas las células provienen de células preexistentes.




Los precursores de la actual teoría celular









Theodor Ambrose Schwann

(1810 – 1882)

Matthias Jakob Schleiden

(1804 – 1881)

Rudolf Virchow

(1821 – 1902)

August Weismann

(1834-1914)

Morfología y fisiología celular

Tras la difusión de la teoría celular, fueron muchos los hallazgos en torno a la diversidad de células que era posible encontrar en los seres vivos. Sin embargo, existen algunas condiciones compartidas por todas las células, independiente del origen que esta tenga:

  • Membrana celular: Todas las células están rodeadas por una membrana celular. Esta actúa como una barrera entre el interior de la célula y su medio ambiente. También controla el paso de materiales dentro y fuera de la célula.

  • Material hereditario: En coherencia con el tercer postulado de la teoría celular, cuando se forman nuevas células, reciben una copia del material hereditario de las células originales. Este material es el ADN, que controla las actividades de una célula.

  • Citoplasma y organelos: Las células tienen sustancias químicas y estructuras que le permiten comer, crecer y reproducirse, las cuales se llaman organelos. Los organelos están rodeados por un fluido llamado citoplasma.



La célula eucarionte

Posee núcleo y una gran variedad de organelos de formas y tamaños bien definidos, cada organelo desempeña una función específica dentro de ella.
Actividad 1 Identificación de los organelos de una célula eucarionte. Debes investigar para rotular en el siguiente esquema.


Sistema de compartimentos celulares

A continuación se describen las estructuras más importantes de una célula eucarionte. Se debe tener presente que la principal condición de este tipo de célula es el hecho de tener compartimentos independientes. Tales compartimentos permiten estudiar la célula en base a ambientes y zonas límite que tienen funciones específicas. Sin embargo, debe recordarse que de una u otra forma, todas las estructuras de una célula están estrechamente relacionadas.


Membrana plasmática: Es una estructura superficial limitante, que da individualidad a la célula, separándola del medio externo o de otras unidades similares.

Organización:

La membrana plasmática de las células animales y vegetales está formada por lípidos (fosfolípidos, que se disponen formando una doble capa) y proteínas (integrales y periféricas), además de una pequeña cantidad de carbohidratos. Tanto lípidos como proteínas pueden cambiar de lugar, otorgándole un gran dinamismo estructural a la membrana.





Funciones:

  • Participación en procesos de reconocimiento celular.

  • Determinación de la forma celular.

  • Recepción de información externa y transmisión al interior celular.

  • Regulación del movimiento de materiales entre los medios intra y extracelular y mantención de la concentración óptima para llevar a cabo los procesos celulares.




Tipo de célula:

Está presente en todas las células, sin excepción. Cabe señalar, sin embargo, que ciertas células animales poseen un alto grado de desarrollo de su membrana, en cuanto a la proyección de plegamientos (por ej. células gliales del sistema nervioso) o microvellosidades (por ej. células intestinales y renales)



Citosol: Corresponde a la porción líquida del citoplasma



Organización:

El citosol constituye el medio celular en el que ocurren procesos de biosíntesis (fabricación) de materiales celulares y de obtención de energía. Procesos mecánicos como el movimiento del citoplasma o ciclosis en células vegetales y la emisión de seudópodos en las células animales dependen de las propiedades de semilíquido del citosol.

El citosol está compuesto por agua, enzimas, ARN, proteínas estructurales, inclusiones, etc. y constituye cerca del 54% del volumen total de una célula.


Funciones:

  • Síntesis de moléculas orgánicas, por ej., proteínas mediante ribosomas

  • Transporte, almacenamiento y degradación de moléculas orgánicas, como grasas y glucógeno




Tipo de célula:

Todas, en general.





Citoesqueleto: Es una red de filamentos proteicos que surca el citosol, participando en la determinación y conservación de la forma celular, en la distribución de los organelos en el citosol y en variados tipos de movimientos celulares. Los principales tipos de filamentos citoesqueléticos son:

Tres tipos de fibras citoesqueléticas


Organización:


Funciones:

Microfilamentos: cadenas dobles trenzadas, cada una formada por un hilo de subunidades de una proteína llamada actina; cerca de 7 nm de diámetro y hasta varios centímetros de longitud (en el caso de células musculares).

Contracción muscular; cambios en la forma celular, incluida la división citoplasmática en las células animales; movimiento citoplasmático; movimiento de seudópodos

Filamentos intermedios: constan de 8 subunidades formadas por cadenas proteicas que parecen cuerdas; 8 - 12 nm de diámetro y 10-100 mm de longitud.


Mantenimiento de la forma celular; sujeción a microfilamentos en células musculares; soporte de extensiones de células nerviosas; unión de células.


Microtúbulos: tubos formados por subunidades proteicas espirales de dos partes; cerca de 25 nm de diámetro y pueden alcanzar 50 mm de longitud. La proteína que forma las subunidades se llama tubulina.

Movimiento de cromosomas durante la división celular coordinado por los centriolos; movimiento de organelos dentro del citoplasma; movimiento de cilios y flagelos

Tipo de célula:

En general, todas las células eucariontes poseen los tres tipos de componentes citoesqueléticos. El uso de uno u otro dependerá de la tarea específica de la célula. Sólo las células animales poseen centriolos para coordinar la división celular. Las células ciliadas pueden ser independientes como muchas especies de organismos unicelulares o formando tejidos, como es el caso de la superficie interna de la tráquea o la trompa de Falopio. Los flagelos se pueden encontrar en protozoos y espermatozoides.
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