Historia de la Teoría Celular

     Durante siglos los cientificos no tuvieron idea de que el cuerpo humano estaba formado por billones de células. Las células son tan pequeñas que su existencia se desconocía antes de la invención del microscopio.

En 1665, un cientifico inglés llamado Robert Hooke creó un microscopio simple y observó un trozo de corcho, es decir, las células muertas de la corteza de un roble. Hooke observó pequeñas estructuras en forma de celdas similares a las que se muestran en la figura.

Las llamó Cellulae (palabra que en latín significa Habitación pequeña....

TEORÍA CELULAR

Robert Hooke (1665) vio las primeras células (cells) en corcho con un microscopio de 50 aumentos.

Robert Hooke

Anton van Leeuwenhoek construyó el primer microscopio óptico y perfeccionó las lentes de aumento (200 aumentos). Vio bacterias, protozoos, glóbulos rojos, etc.

Anton van Leeuwenhoek

Durante el Siglo XVIII apenas hubo avances por las aberraciones cromáticas en las lentes.
En 1831 Brown descubrió el núcleo en células vegetales.
En 1839, Schwann estableció el paralelismo entre los tejidos animales y vegetales.
Schwann (zoólogo) y Schleiden (botánico) dieron los dos primeros postulados de la Teoría Celular. Con ella se establecía por primera vez un modelo único de organización para todos los seres vivos.

• Todos los seres vivos están formados por una o más células.
• Todas pueden mantener su propia existencia

En 1855, Virchow completaba la teoría celular:

• Toda procede de otra preexistente (se elimina la generación espontánea)

Robert Brown

Theodor Schwann

Matthias  Schleiden             Rudolf Virchow               No todos los científicos apoyaron la Teoría Celular. Para los reticulistas (como Golgi) el tejido nervioso no estaba formado por células independientes, sino que estaban unidas entre sí formando una red. D. Santiago Ramón y Cajal, en 1933, terminó demostrando la individualidad de las neuronas. Actualmente: D. Santiago Ramón y Cajal Las células contienen toda la información sobre la síntesis de su estructura y el control de su funcionamiento, y es capaz de transmitirla a sus descendientes, es decir, la célula es la unidad genética autónoma de los seres vivos.

En resumen: la teoría celular enuncia que la célula es la unidad morfológica, fisiológica, reproductora y genética de todos los seres vivos.

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Apoyo para la evolución

     El libro de Darwin Sobre el origen de las especies demostró cómo podría ocurrir la evolución. El libro también suministró evidencias de que la evolución ha ocurrido en nuestro planeta. La selección natural y la evolución son dos conceptos diferentes, aunque relacionados. La teoría de Darwin de la evolución por selección natural es parte de la gran teoría de la evolución. Recuerda que una teoría provee una explicación de un fenómeno natural con base en observaciones. Las teorías explican los datos disponibles y sugieren más áreas para la experimentación. La teoría de la evolución establece que todos los organismos sobre la tierra descendieron de un ancestro común.

El Registro Fósil
Los fósiles proveen un registro de las especies que vivieron hace mucho tiempo y ofrecen algunas de las evidencias más significativas del cambio evolutivo. Este registro muestra que las especies antiguas son semejantes a especies terrestres actuales, los fósiles también muestran que algunas especies como las cacerolas de mar se mantuvieron virtualmente sin cambio alguno por millones de años. El registro fósil es una fuente importante de información para determinar  los ancestros de los organismos y los patrones de evolución.

Los investigadores consideran dos clases importantes de rasgos al estudiar fósiles transitorios: Rasgos derivados y rasgos ancestrales.
Los Rasgos Derivados son características originadas recientemente, como las plumas que no aparecen en los fósiles de los ancestros comunes.
Los Rasgos Ancestrales, por otro lado, son características más primitivas, como dientes y colas, que sí aparecen en formas ancestrales.
Los fósiles transitorios proporcionan patrones detallados de cambios evolutivos para los ancestros de muchos animales modernos, incluidos moluscos, caballos, ballenas y seres humanos.  

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Eukarya

Protistas

Esatan constituidos por una gran diversidad de organismos en el que se incluyen algs protozoarios y mohos muscilaginosos.

Pyrrophyta: Llamados dinoflagelados, tienen dos flagelos, estan cubiertos por placas de celulosa, abundan en los ocenos viviendo dentro de corales y almejas.

Chrysophyta:Llamads algas doradas, tienen una pared de sílice con dos partes  como si fueran una caja. la acumulcion de diatomeas durante millones de años han producido depositos conocidos como "tierra de diatomeas", que se pueden haber contribuido a las reservas de petroleo actuales.

Clorophyta: Llamadas alga verdes, las encontramos en formas microscopicas dulceacuicolas y en grandes malezas marinas. Tienen pared de celulosa , cloroplastos con clorofila y como sustancia de reserv el almidon.

Euglenophyta: Son unicelulares y se mueven por la presencia de un flagelo, presentan un cloroplasto, tiene un fotorreceptor llamado punto ocular.

Feophyta: También conocidas como Algas pardas. Contienen clorofila "a" y "c" y ficoxantina, pigmento que les d el color pardo o marrón, son predominantemente marinas y crecen de forma exuberante en regiones de frias a templadas.

Rodophyta o algas rojas, son pluricelulares que presentan pared celular de celulosa y sustancias muscilaginosas conocidas como alginatos. Viven en el mar , en aguas calidas, tienen clorofila "a" que le da su color rojo violaceo con pigmentos de ficoeritrina y ficoxantina.

El segundo grupo de los protozoarios esta integrado por organismos heterotrofos que se distinguen por su mecanismo de locomocion: flegelos, cilios, pseudopodos; pueden encontrarse en todos los ambientes, vivir libres, parasitos o sprofitos.

Mastigophora: Se mueven por medio de flegelos (proyecciones celulares en forma de latigo) con los que se impulsan. viven libres en el agua , o en simbiosis en termitad, en  otros son parasitos como el Trypanosoma: se reproducen asexualmente por mitosis.

Sarcodinos; su movimiento es por pseudopodos (prolongciones citoplasmas que se forman debido a que la membrana es flexible y se extiende en direccion para moverse, pueden vivir en el agua, ser libres o parasitos, ejemplo de este grupo es la Entamoeba histolyca.

Ciciolophora: Se mueven por medio de cilios (extensiones cortas como pelos que salen de la celula). Viven en agua dulce o salada, en su mayoria son libres y solo algunos parasitos. Realizan su reproduccione mediante conjugacion que les permite intercambiar material genetico con otros individuos; entre los ams conocidos esta el Paramecium y la Vorticella.

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Enzimas.

          Las células son fábricas en miniatura que realizan un trabajo muy complejo cuando llevan a cabo las reacciones químicas llamadas enzimáticas, que están regidas por las leyes de la termodinámica y reguladas por unas proteínas llamadas Enzimas.

v  Las enzimas son catalizadores biológicos y tienen las siguientes propiedades:

v  Aceleran las reacciones químicas y disminuyen la energía de activación de las mismas.

v  Una enzima no se activa si no actúa en su sustrato específico (especificidad).

v  Solo aceleran las reacciones que no pueden ocurrir de manera espontanea.

v  No alteran la estructura química de la reacción.

v  No cambian el punto de equilibrio de la reacción.

           Las enzimas son proteínas con estructura tridimensional, globular, que tienen una o más cadenas polipeptídicas. Las cadenas se pliegan y forman un surco llamado Sitio Activo que es el lugar donde se une el sustrato para que se realice la reacción química.

Algunas enzimas no solo dependen de la interacción del sitio activo y el sustrato para realizar una actividad catalítica, sino que requieren de otras sustancias no proteicas llamadas cofactores, como por ejemplo: El Ion Magnesio (Mg²) necesario en las reacciones que transfieren un grupo fosfato de una molécula a otra o de moléculas orgánicas llamadas  Coenzimas (las vitaminas hidrosolubles y el complejo B).

El complejo enzima + cofactor se llama Holoenzima y cundo el cofactor se separa, la proteína se queda inactiva y se llama Apoenzima.

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Reacciones endotérmica y exotérmica.

Todos los seres vivos llevan a cabo una serie de transformaciones que son estudiadas por la ENERGÉTICA que es la rama de la biología cuyo campo de estudio se refiere a los cambios  en los estados de energía que acompañan a las reacciones químicas de los mismos.

Las reacciones químicas que se dan en los seres vivos se pueden clasificar con base en el consumo o producción de calor en:

Reacciones Exotérmicas: Son aquellas que liberan energía; los reactivos poseen más contenido calórico (entalpía) que los productos.

Ocurre principalmente en las reacciones de oxidación. Cuando éstas son intensas pueden generar fuego. Si dos átomos de hidrógeno reaccionan entre sí e integran una molécula, el proceso es exotérmico.

H + H = H₂ ΔH = -104 kcal/mol

Son cambios exotérmicos las transiciones de gas a líquido (condensación) y de líquido a sólido (solidificación).

Un ejemplo de reacción exotérmica es la combustión.

Reacciones Endotérmicas: Son las que absorben energía; los reactivos poseen menos contenido calórico (entalpía) que los productos.

Se denomina reacción endotérmica a cualquier reacción química que absorbe energía.

Si hablamos de entalpía (H), una reacción endotérmica es aquella que tiene un incremento de entalpía o ΔH positivo. Es decir, la energía que poseen los productos es mayor a la de los reactivos.

Un ejemplo de reacción endotérmica es la producción del ozono (O₃). Esta reacción ocurre en las capas altas de la atmósfera, gracias a la radiación ultravioleta proporcionada por la energía del Sol. También se produce esta reacción en las tormentas, en las proximidades de las descargas eléctricas.

3O₂ + ENERGÍA da lugar a 2O₃ ; ΔH > 0

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ADENOSIN TRIFOSFATO

Todas las funciones celulares necesitan energía para efectuarse; en los sistemas biológicos existen esencialmente dos  formas básicas de aprovechamiento de la energía libre de su entorno.

1.- A través de la oxidación de moléculas (realizada por organismos que realizan el proceso de quimiosíntesis).

2.- A través de la captación de energía luminosa (realizada por el proceso de fotosíntesis).

Los seres vivos no podemos asimilar la energía proveniente del sol de manera directa, se tiene que almacenar y transformar en forma de compuestos orgánicos (ATP) para después utilizarlo en las reacciones químicas del organismo, algunos de los compuestos ricos en energía química que son utilizados por las células se encuentran: el ATP, el fosfoenolpiruvato, el 1,3 difosfoglicerato, la fosfocreatina y la creatina. Todos están fosforilados  y poseen enlaces de alta energía.

El ATP tiene una posición media entre los compuestos fosfatados de alta energía, pero es el ms  utilizado en las reacciones de la vida, por lo que constantemente se hidroliza para liberar energía.

La estructura interna del ATP permite que se libere energía y cuando sus enlaces químicos se rompen  se desprende un fosfato, se forma el Adenosín Difosfato, conocido como el ADP.

El ATP se considera en biología como la economía de la célula. Lo necesitan cuando invierten en reacciones químicas que necesitan energía para llevar a cabo múltiples funciones

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Describe el Metabolismo de los seres vivos.

Tipos de Energía.

       Se puede considerar a la energía como una manifestación de la materia y se define como la capacidad de un cuerpo o sistema para realizar un trabajo y se manifiesta en el universo  de diferentes formas: Potencial, cinética, mecánica, eléctrica, térmica, química, nuclear, etc.

Todas las formas de energía interaccionan en cada porción del universo, es decir, se presentan transformaciones desde los sistemas termodinámicos más grandes, galaxias, estrellas o planetas, hasta los más pequeños, seres vivos, células, átomos o partículas subatómicas.

La energía se manifiesta en las transformaciones que se dan en la naturaleza: al calentar algo, al enfriar un líquido, al descomponerse la materia orgánica, etc.

La termodinámica: Se encarga del estudio de la trasformación, el intercambio y el flujo de energía.

La Primera ley de la Termodinámica, nos dice que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. La Segunda Ley nos dice que no puede haber transformación de energía sin pérdida de una parte de esa energía, la cual normalmente es transformada y liberad en forma de calor o energía química.

Los seres vivos son sistemas termodinámicos abiertos en donde se presentan flujos de salida y entrada de materia y energía a través de reacciones químicas acopladas, para que puedan realizarse las reacciones químicas de construcción de biomoléculas (anabolismo), que demandan energía, y de destrucción (catabolismo), para generar energía química en forma de ATP.

Información del libro Biología I, Guida didáctica COBAO, pgs 155

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