La invención del microscopio

Historia

Gracias a la invención del microscopio se hizo posible investigar cómo son las células y los descubrimientos sobre la estructura celular que tuvieron lugar a lo largo del siglo XVII marcan una verdadera revolución científica y dan origen a la Biología moderna.

El inglés Robert Hooke (1637-1703) fue el primero que utilizó el término "célula" en 1665 para referirse a los compartimentos vacíos semejantes a celdas que observó a través del microscopio en una lámina de corcho. Hooke observó células secas, después de muchos años los investigadores determinaron que las células no estaban vacías sino llenas de sustancia acuosa.

En 1673, Anton Van Leeuwenhoeck realizó observaciones de células vivas como eritrocitos y espermatozoides, igualmente al examinar agua de los charcos vio por primera vez organismos microscópicos.

Después del perfeccionamiento del microscopio en 1838 el botánico alemán Mathias Schleiden al observar al microscopio tejidos vegetales concluyó que estaban formados por células y que el embrión de una planta tuvo su origen a partir de una sola célula.

Un año más tarde el zoólogo alemán Theodor Schwann en sus estudios microscópicos de tejidos animales y vegetales determina que los tejidos animales están constituidos por células, y que las células de plantas y animales presentan estructuras semejantes

Estos alemanes plantearon los dos primeros postulados de la teoría celular, afirmando que todos los organismos vivos están constituidos por células y que la célula es la unidad estructural.

En 1859 el biólogo alemán Rudolf Virchow propuso que todas las células vienen de células preexistentes: omnis cellula e cellula.

La teoría celular

La teoría celular moderna se resume en tres postulados:

• La célula es la unidad básica estructural de todos los seres vivos, todos los organismos están formados por células.

• La célula es la unidad funcional de todos los organismos. Todo el funcionamiento del organismo depende de las funciones que ocurren al interior de la célula, respiración, reproducción, digestión, crecimiento entre otras.

• Todas las células se originan por la división de células preexistentes (en otras palabras, a través de la reproducción). Cada célula contiene material genético que se transmite durante este proceso

Estructura y Función en Procariotas y Eucariotas

La célula es la unidad fundamental de la vida. Es la estructura más pequeña del cuerpo, capaz de realizar todos los procesos que definen la vida.

Las células poseen una estructura altamente organizada, tienen capacidad de autorregulación, de responder ante diferentes estímulos, de respiración, de movimiento, de digestión, de reproducción, de comunicación, aunque no todas las células pueden realizar todas estas funciones.

En los organismos unicelulares como los protozoos y las bacterias la célula es autónoma, realiza todas las funciones, mientras que organismos como las plantas y los animales están formados por muchos millares de células organizadas en tejidos y órganos con funciones específicas.

La mayoría de las células son invisibles para el ojo humano. Hasta el óvulo femenino, que es la célula más grande del cuerpo, no es más grande que el punto situado al final de esta frase. El tamaño y la forma varían con las funciones celulares.

Todas las células constan de tres partes principales: La membrana citoplasmática, el citoplasma y una región nuclear que alberga el material genético.

Existen dos tipos básicos de células según la evolución del mundo biológico y el grado de complejidad en su organización: procariotas y eucariotas.

Diferenciación entre Células Procariotas y Eucariotas

Las células procariotas

Gráfica 4 Esquema de una célula procariota

Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L.

Características

• Carecen de membrana que rodee el material genético el cual se halla más o menos disperso en el citoplasma.

• ADN de cadena doble circular cerrado.

• No poseen histonas en el ADN

• Tienen tamaños comprendidos entre 1 y 10 micrómetros. ( 1 micrómetro equivale a 1/1000mm)

• Son células características de seres como las bacterias.

• Se dividen por bipartición.

• Su citoplasma no posee estructuras membranosas

• Los ribosomas son de menor tamaño

• No poseen citoesqueleto

• Poseen un solo cromosoma

Las células eucarióticas

Características

• Presentan una membrana nuclear que delimita el espacio donde se encuentra el material genético.

• ADN lineal termina en telómeros

• Presenta histonas en el ADN del núcleo

• Tienen tamaños muy variables que van desde los 10 hasta los 100 micrómetros.

• Son células características de los animales, los vegetales, los protistos y los hongos.

• Las eucariotas se dividen por división mitótica, por eso tienen centríolos.

• Poseen estructuras membranosas como el retículo endoplasmático, y el aparato de Golgi que están ausentes en las procariotas.

• Otros orgánelos de importancia capital para las eucariotas son las mitocondrias y los cloroplastos, que faltan en los procariotas.

• Los ribosomas son de mayor tamaño.

• Presentan citoesqueleto.

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Estructuras y organelos de la célula eucariótica

Gráfica 5 célula eucariótica vegetal

Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L.

La organización celular, a pesar de su nivel microscópico, es altamente compleja y constituye un sistema de trabajo coordinado y sinérgico entre los diversos organelos, para asegurar la homeostasia y la perdurabilidad de la célula, como base de supervivencia de todo organismo.

La Membrana Plasmática o Celular

En la superficie de la célula hay una capa citoplasmática muy delgada que forma una envoltura continua: la membrana plasmática que separa la célula de su medio externo. Por una de sus caras, esta membrana se encuentra en contacto con el medio extracelular, por la otra, con el citoplasma.

La membrana citoplasmática está compuesta de lípidos, proteínas e hidratos de carbono en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente.

http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/

BIOBK/BioBookCELL2.html#The%20Cell%20Membrane Según el modelo de membrana "Modelo de mosaico fluido" propuesto en 1972 por J. Singer y G. Nicolson, la membrana está formada por una doble capa lipídica a la que se adosan moléculas proteicas. Si se adosan en ambas caras de la superficie reciben el nombre de proteínas extrínsecas y si, por el contrario, atraviesan la capa de lípidos, reciben el nombre de proteínas intrínsecas o integrales.

Los lípidos que forman la membrana son principalmente fosfolípidos, también encontramos cefalinas, lecitinas y colesterol. Los fosfolípidos en contacto con el agua forman una capa doble de moléculas de manera que el extremo hidrofílico o polar (amigo del agua) se dispone hacia el exterior de la célula, es decir, hacia el citoplasma o hacia el líquido extracelular y el extremo hidrofóbico no polar o lipófilo (amigo de los lípidos, repelente al agua) se dispone dentro de la bicapa.

El otro componente de la membrana plasmática son los hidratos de carbono: glicoproteínas y glicolípidos según se unan a proteínas o lípidos. Los glicolípidos tienen función estructural. Las glicoproteínas forman el glicocáliz que es una capa densa de carbohidratos que cubre la cara externa de la membrana plasmática y participan en los procesos de endocitosis, en las reacciones antígeno-anticuerpo y en la transducción de señales.

La estructura de la membrana no es estática y tanto los lípidos como las proteínas tienen gran libertad de movimientos (se comporta como un fluido). La movilidad de los lípidos en el plano de la bicapa que forman, es tanto mayor cuánto más alta es la temperatura ambiente y las cadenas de ácidos grasos estén menos saturadas y sean más cortas. La estabilidad y estructura básica de la membrana se mantiene gracias al colesterol que se une a los fosfolípidos mediante enlaces débiles, manteniendo la estructura de la bicapa

Funciones de la membrana celular

El transporte de moléculas a través de membranas biológicas es de vital importancia para que se cumplan la mayor parte de los procesos celulares. En todos los sistemas vivos, desde los procariotas hasta los eucariotas multicelulares más complejos, la regulación del intercambio de sustancias con el mundo inanimado ocurre a nivel de la célula individual y se realiza a través de la membrana celular.

Para comprender los fenómenos de transporte a través de una membrana biológica es importante tener en cuenta algunos conceptos: la permeabilidad selectiva es una característica de la membrana plasmática la cual permite

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