La célula: unidad de la vida

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Todo organismo por simple que sea está compuesta por células, por eso al estudiar a cualquier organismo tenemos necesidad de adentrarnos un poco en la célula, la forma como funciona, que organelos hacen parte de ella, y como es que se encadena formando tejidos,órganos y sistemas. De igual forma es muy interesante conocer la manera en que las células se reproducen, así que amigos los invito a que hagamos un recorrido por este mundo en pequeño y que sin embargo son ellas los ladrillos que forman a cualquier organismo. así que empecemos por definirla y conocer la manera en que se hizo este descubrimiento.

La célula: definición e historia del descubrimiento

“Célula, unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma.  Una célula (del latín cellula, diminutivo de cellam, celda, cuarto pequeño) es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.[1] De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (1014), como en el caso del ser humano (1)

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.” (2)

Cómo se consiguió conocer a la célula: desarrollo histórico del concepto

Las primeras aproximaciones al estudio de la célula surgieron en el siglo XVII;[6] tras el desarrollo a finales del siglo XVI de los primeros microscopios.[7] Éstos permitieron realizar numerosas observaciones, que condujeron en apenas doscientos años a un conocimiento morfológico relativamente aceptable. A continuación se enumera una breve cronología de tales descubrimientos:

1664 Robert Hook (físico, meteorólogo, biólogo, ingeniero, arquitecto) publicó un libro llamado Micrographia, donde describe la primera evidencia de la existencia de las células. Estudió el corcho y vio una disposición en forma de panal de abeja. A cada camarita la llamó celdilla o célula, pero él no tenía consciencia de que eso era una estructura similar a la que conocemos hoy en día como células. En realidad creía que esos espacios eran lugares por donde se moverían los nutrientes de las plantas. Aunque no intuyó que aquellas celdas eran la unidad funcional de los seres vivos, la denominación de célula ha permanecido para nombrar a lo que había dentro de esas camarillas y luego se aplicó también para descubrimientos en los animales. (3)

Hoy sabemos que lo que Hooke observaba eran las paredes celulares en tejido muerto y que, debido a esta razón, no contenían nada en su interior. Sin embargo, el propio Hooke hizo observaciones de células vivas, identificando un “jugo” en el interior de dichas celdas, que interpretó como parte del sistema de circulación de savia.

El descubrimiento de Hooke, que documentó sus observaciones con dibujos de gran precisión, no obtuvo en su momento mayores comentarios ni interés por parte de los naturalistas, aunque se seguía buscando la mínima estructura dotada de vida. Las observaciones del microscopista holandés Van Leeuwenhoek son todavía anteriores a las de Hooke e incluyen células aisladas vivas: espermatozoides, glóbulos rojos y hasta bacterias. Estas observaciones también fueron recibidas como una “curiosidad” por el resto de los naturalistas, como un objeto de admiración, pero carente de importancia para la reflexión científica. (4)

• 1830: Theodor Schwann estudió la célula animal; junto con Matthias Schleiden postularon que las células son las unidades elementales en la formación de las plantas y animales, y que son la base fundamental del proceso vital.
• 1831: Robert Brown describió el núcleo celular.
• 1839: Purkinje observó el citoplasma celular.
• 1850: Rudolf Virchow postuló que todas las células provienen de otras células.
• 1857: Kölliker identificó las mitocondrias.
• 1860: Pasteur realizó multitud de estudios sobre el metabolismo de levaduras y sobre la asepsia.
• 1880: August Weismann descubrió que las células actuales comparten similitud estructural y molecular con células de tiempos remotos.
• 1931: Ernst Ruska construyó el primer microscopio electrónico de transmisión en la Universidad de Berlín. Cuatro años más tarde, obtuvo un poder de resolución doble a la del microscopio óptico.
• 1981: Lynn Margulis publica su hipótesis sobre la endosimbiosis serial, que explica el origen de la célula eucariota. (5)

Teoría celular

La Teoría Celular, tal como se la considera hoy, puede resumirse en cuatro proposiciones:

1. En principio, todos los organismos están compuestos de células.

2. En las células tienen lugar las reacciones metabólicas de organismo.

3. Las células provienen tan solo de otras células preexistentes.

4. Las células contienen el material hereditario.

Si consideramos lo anterior, podemos decir que la célula es nuestra unidad estructural, ya que todos los seres vivos están formados por células; es la unidad de función, porque de ella depende nuestro funcionamiento como organismo y es la unidad de origen porque no se puede concebir a un organismo vivo si no esta presente al menos una célula.

Por sus aportaciones, Theodor Schwann y Mathias Schleiden son considerados los fundadores de la Teoría Celular Moderna.(6)

A pesar de que la teoría celular empezó a funcionar como un concepto unificador para la biología, todavía no dejaba de responder preguntas como: ¿De dónde surgio la primera célula? y, si los primeros sres vivos están compuestos de células. ¿cómo se originaron los primeros seres vivos?

Como respuestas a estas inquietudes se originaron la teoría de la generación espontánea y la de la evolución bioquimica.

La hipótesis de la generación espontánea  es  una teoría, donde menciona que por la materia inerte, es decir, la materia que no tiene vida alguna(lápiz,ropa sucia,etc…)surgía vida animal y vegetal, como su nombre lo indica surgía vida espontáneamente,en otras palabras, que surgía vida de cualquier lugar que no tuviera vida.
en la teoría de La generación espontánea indicaba que surgían gusanos del fango, moscas de la carne podrida, organismos de los lugares húmedos, etc. Así, la idea de que la vida se estaba originando continuamente en la Tierra a partir de esos restos de materia orgánica.
sin embargo,había médicos-biólogos que estaban en contra y a favor de que existía la generación espontanea.para ello entre los siglos 17 y 18 se llevaron a cabo varios experimentos elaborados por los biólogos para cerciorarse de que hubiera o no hubiera vida espontáneamente, uno de los mas celebres fue el del Científico francés Louis Pasteur (1822-1895) en la cual se demostró la falsedad de esta teoría:  Para su experimento Pasteur utilizó dos matraces de cuello de cisne. Estos matraces tienen los cuellos muy alargados que se van haciendo cada vez más finos, terminando en una apertura pequeña, y tienen forma de s. En cada uno de ellos metió cantidades iguales de caldo de carne (o caldo nutritivo) y los hizo hervir para poder eliminar los posibles microorganismos presentes en el caldo. La forma de s era para que el aire pudiera entrar y sin embargo que los microorganismos se quedasen en la parte más baja del tubo.
Pasado un tiempo observó que ninguno de los caldos presentaba seña alguna de la presencia de algún microorganismo y cortó el tubo de uno solo de los matraces. El matraz abierto tardó poco en descomponerse, mientras que el cerrado permaneció en su estado inicial. Pasteur demostró así que los microorganismos tampoco provenían de la generación espontánea.
Gracias a Pasteur, la idea de la generación espontánea fue desterrada del pensamiento científico y a partir de entonces se aceptó de forma general el principio que decía que todo ser vivo procede de otro ser vivo.

En la teoría de la evolución bioquímica se consideraba que que al principio no existían plantas, animales ni otro ser vivo sobre la tierra y que las condiciones reinantes en el planeta  eran muy hostiles para la vida, los volcanes y toda la lava que se encontraba en la superficie del planeta se encontraba en proceso de enfriamiento  y desprendía enormes cantidades de gases tóxicos a la atmosfera lo que no la hacia apta para la vida. Estos gases al enfriarse caían nuevamente hacia tierra en forma de lluvias torrenciales y con el paso del tiempo empezaron a formar los océanos . Además de los océanos, la atmosfera, las rocas también se encontraban los cuatro elementos esenciales para la vida: el oxigeno (O), el Hidrogeno (H), el Carbono (C), y el Nitrógeno (N), estos elementos empezaron a reaccionar unos con otros, y gracias a la energía aportada por los rayos y tormentas eléctricas y con el paso del tiempo se creo una sopa primordial que contenía las moléculas de la vida: los carbohidratos, las proteínas, los lípidos, y los ácidos nucleicos, a partir de estas moléculas la síntesis de la primera célula fue solo cuestión de tiempo y un poco de azar.

Las teorías de Oparín y Haldane fueron comprobadas por Urey y Miller que colocaron en un recipiente una mezcla de agua, amoníaco, metano e hidrógeno y la sometieron a descargas eléctricas de alto voltaje o a las radiaciones ultravioletas al mismo tiempo que hacían circular vapor de agua. Luego de un tiempo observaron en el agua la formación de aminoácidos y azúcares sencillos; se demostró de esta manera la formación de materia orgánica a partir de la inorgánica.
EXPERIMENTO: Miller construyó un aparato de vidrio constituido esencialmente por un matraz de balón al que introdujo los gases que presumiblemente existieron en esa atmósfera primitiva; este matraz estaba conectado a través de dos tubos de vidrio, uno a la parte superior y otro a la inferior de otro, parcialmente lleno de agua, con llaves que permitían tomar muestras de agua. Una vez introducidos el NH3, H2O, CH4 y H2 al primer matraz, produjo descargas eléctricas en esta atmósfera para simular las condiciones iniciales de 60.000 voltios. Al cabo de una semana, examinó el contenido líquido, que inicialmente era incoloro, ahora se mostraba rojizo. Encontró, que éste contenía varios compuestos orgánicos que no estaban presentes al principio. Al examinar estos compuestos orgánicos, determinó que eran similares a los aminoácidos, constituyente fundamental de la proteína, compuestos sin los cuales no es posible la vida. Este experimento dio como resultado la formación de una serie de moléculas orgánicas, entre la que destacan ácido acético, ADP-Glucosa, y los aminoácidos glicina, alanina, ácido glutámico y ácido aspártico, usados por las células como los pilares básicos para sintetizar sus proteínas.

   

Evaluacion

A continuación encontrarás dos ejercicios que van ayudarte a reconocer la asimilación de los anteriores conceptos, te invitamos a que realices los ejercicios_

1. Crucigrama: http://dl.dropbox.com/u/20611524/crucigrama-la%20celula.htm

2. Completa los espacios: http://dl.dropbox.com/u/20611524/complete%20celula.htm

Fuentes:

(1) http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula

(2) http://biosybios.tripod.com/celula.html

(3) http://webs.uvigo.es/mmegias/5-celulas/1-descubrimiento.php

(4) http://www.alipso.com/monografias/origenes_biologia_celymolec/

(5) http://construyetuconocimientovoca5.blogspot.com/2010/04/descubrimiento-de-la-celula.html

(6) http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/CelularTeoria.htm

 

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