miércoles, 25 de marzo de 2009

Estructura Celular

Célula

Una célula (del latín cellula, diminutivo de cella, hueco) 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 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. Las células suelen poseer un tamaño de 10 µm y una masa de 1 ng, si bien existen células mucho mayores.
La
teoría celular, propuesta en 1839 por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes; además, la tenencia de la información genética, base de la herencia, en su ADN permite la transmisión de aquélla de generación en generación.[2]
La aparición del primer organismo vivo sobre la Tierra suele asociarse al nacimiento de la primera célula. Si bien existen muchas hipótesis que especulan cómo ocurrió, usualmente se describe que el proceso se inició gracias a la transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas; tras esto, dichas biomoléculas se asociaron dando lugar a entes complejos capaces de autorreplicarse. Existen posibles evidencias fósiles de estructuras celulares en rocas datadas en torno a 4 o 3,5 miles de millones de años (giga-años o Ga.).[3] [4] Las evidencias de la presencia de vida basadas en desviaciones de proporciones isotópicas son anteriores (cinturón supracortical de Isua, 3,85 Ga.).[a]
Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las células de arqueas y bacterias) y las eucariotas (divididas tradicionalmente en animales y vegetales, si bien se incluyen además hongos y protistas, que también tienen células con propiedades características).

Características
Las células, como sistemas
termodinámicos complejos, poseen una serie de elementos estructurales y funcionales comunes que posibilitan su supervivencia; no obstante, los distintos tipos celulares presentan modificaciones de estas características comunes que permiten su especialización funcional y, por ello, la ganancia de complejidad.[12] De este modo, las células permanecen altamente organizadas a costa de incrementar la entropía del entorno, uno de los requisitos de la vida.[13]
Características estructurales

La existencia de polímeros como la celulosa en la pared vegetal permite sustentar la estructura celular empleando un armazón externo.
Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura (que puede ser una
bicapa lipídica desnuda, en células animales; una pared de polisacárido, en hongos y vegetales; una membrana externa y otros elementos que definen una pared compleja, en bacterias Gram negativas; una pared de peptidoglicano, en bacterias Gram positivas; o una pared de variada composición, en arqueas)[6] que las separa y comunica con el exterior, que controla los movimientos celulares y que mantiene el potencial eléctrico de la célula.
Contienen un medio interno acuoso, el
citosol, que forma la mayor parte del volumen celular y en el que están inmersos los orgánulos celulares.
Poseen material genético en forma de
ADN, el material hereditario de los genes y que contiene las instrucciones para el funcionamiento celular, así como ARN, a fin de que el primero se exprese.[14]
Tienen
enzimas y otras proteínas, que sustentan, junto con otras biomoléculas, un metabolismo activo.
Características funcionales


Las enzimas, un tipo de proteínas implicadas en el metabolismo celular.
Las células vivas son un sistema bioquímico complejo. Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son:
Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.
Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular.
Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia.
Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denomina síntesis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales.
Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células de modo regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o negativo. El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular.
Las propiedades celulares no tienen por qué ser constantes a lo largo del
desarrollo de un organismo: evidentemente, el patrón de expresión de los genes varía en respuesta a estímulos externos, además de factores endógenos. [15] Un aspecto importante a controlar es la pluripotencialidad, característica de algunas células que les permite dirigir su desarrollo hacia un abanico de posibles tipos celulares. En metazoos, la genética subyacente a la determinación del destino de una célula consiste en la expresión de determinados factores de transcripción específicos del linaje celular al cual va a pertenecer, así como a modificaciones epigenéticas. Además, la introducción de otro tipo de factores de transcripción mediante ingeniería
La pared celular
La pared celular es una capa rígida que se localiza en el exterior de la
membrana plasmática en las células de bacterias, hongos, algas y plantas. La pared celular protege los contenidos de la célula, da rigidez a la estructura celular, media en todas las relaciones de la célula con el entorno y actúa como compartimiento celular. Además, en el caso de hongos y plantas, define la estructura y otorga soporte a los tejidos.
La pared celular se construye de diversos materiales dependiendo de la clase de organismo. En las
plantas, la pared celular se compone sobre todo de un polímero de carbohidrato denominado celulosa, un polisacárido, y puede actuar también como almacén de carbohidratos para la célula. En las bacterias, la pared celular se compone de peptidoglicano. Entre las archaea se presentan paredes celulares con distintas composiciones químicas, incluyendo capas S de glicoproteínas, pseudopeptidoglicano o polisacáridos. Los hongos presentan paredes celulares de quitina, y las algas tienen típicamente paredes construidas de glicoproteínas y polisacáridos. No obstante, algunas especies de algas pueden presentar una pared celular compuesta por dióxido de silicio. A menudo se presentan otras moléculas accesorias integradas en la pared celular.
Ribosoma

Los ribosomas son complejos supramoleculares encargados de ensamblar proteínas a partir de la información genética que les llega del
ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm). Sólo son visibles al microscopio electrónico, debido a su reducido tamaño (29 nm en células procariotas y 32 nm en eucariotas). Bajo el microscopio electrónico se observan como estructuras redondeadas, densas a los electrones. Bajo el microscopio óptico se observa que son los responsables de la basofilia que presentan algunas células. Están en todas las células (excepto en los espermatozoides).
Los ribosomas se elaboran en el
núcleo pero desempeñan su función de síntesis de proteínas en el citoplasma. Están formados por ARN ribosómico (ARNr) y por proteínas. Estructuralmente, tienen dos subunidades. En las células, estos orgánulos aparecen en diferentes estados de disociación. Cuando están completos, pueden estar aislados o formando grupos (polisomas). También pueden aparecer asociados al retículo endoplasmático rugoso o a la membrana nuclear.
En
células eucariotas, los ribosomas del citoplasma se denominan 80 S. En mitocondrias y plastos de eucariotas así como en procariotas son 70 S. Tanto los ARNr como las subunidades de los ribosomas se suelen nombrar por su coeficiente de sedimentación en subunidades Svedberg.
ADN
El ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (y también DNA, del inglés DeoxyriboNucleic Acid), es un tipo de
ácido nucleico, una macromolécula que forma parte de todas las células. Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus, siendo el responsable de su transmisión hereditaria.
Desde el punto de vista
químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases. La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno.
Para que la información que contiene el ADN pueda ser utilizada por la maquinaria celular, debe copiarse en primer lugar en unos trenes de nucleótidos, más cortos y con unas unidades diferentes, llamados
ARN. Las moléculas de ARN se copian exactamente del ADN mediante un proceso denominado transcripción. Una vez procesadas en el núcleo celular, las moléculas de ARN pueden salir al citoplasma para su utilización posterior. La información contenida en el ARN se interpreta usando el código genético, que especifica la secuencia de los aminoácidos de las proteínas, según una correspondencia de un triplete de nucleótidos (codón) para cada aminoácido. Esto es, la información genética (esencialmente: qué proteínas se van a producir en cada momento del ciclo de vida de una célula) se halla codificada en las secuencias de nucleótidos del ADN y debe traducirse para poder ser empleada. Tal traducción se realiza empleando el código genético a modo de diccionario. El diccionario "secuencia de nucleótido-secuencia de aminoácidos" permite el ensamblado de largas cadenas de aminoácidos (las proteínas) en el citoplasma de la célula. Por ejemplo, el caso anterior ATGCTAGATCGC... la ARN polimerasa comenzaría a transcribir una molécula de ARN que se leería AUG-CUA-GAU-CGC-... empleando como molde la cadena complementaria del ADN antes citado (sería pues TAC-GAT-CTA-CGC-...); el ARN resultante, utilizando el código genético, se traduciría como la secuencia de aminoácidos metionina-leucina-ácido aspártico-arginina-...
Las secuencias de ADN que constituyen la unidad fundamental, física y funcional de la herencia se denominan
genes. Cada gen contiene una parte que se transcribe a ARN y otra que se encarga de definir cuándo y dónde deben expresarse. La información contenida en los genes (genética) se emplea para generar ARN y proteínas, que son los componentes básicos de las células, los "ladrillos" que se utilizan para la construcción de los orgánulos celulares, entre otras funciones.
Dentro de las células, el ADN está organizado en estructuras llamadas
cromosomas que, durante el ciclo celular, se duplican antes de que la célula se divida. Los organismos eucariotas (por ejemplo, animales, plantas, y hongos) almacenan la inmensa mayoría de su ADN dentro del núcleo celular y una mínima parte en los elementos celulares llamados mitocondrias, y en los plastos, en caso de tenerlos; los organismos procariotas (bacterias y arqueas) lo almacenan en el citoplasma de la célula, y, por último, los virus ADN lo hacen en el interior de la cápsida de naturaleza proteica. Existen multitud de proteínas, como por ejemplo las histonas y los factores de transcripción, que se unen al ADN dotándolo de una estructura tridimensional determinada y regulando su expresión. Los factores de transcripción reconocen secuencias reguladoras del ADN y especifican la pauta de transcripción de los genes. El material genético completo de una dotación cromosómica se denomina genoma y, con pequeñas variaciones, es característico de cada especie.

Celulas Procariotas y Eucaritas



LA CÉLULA PROCARIOTA
Se llama procariota (del
griego πρό, pro = antes de y κάρυον, karion = núcleo) a las células sin núcleo celular diferenciado, es decir, cuyo ADN se encuentra disperso en el citoplasma. Las células que sí tienen un núcleo dentro del citoplasma se llaman eucariotas. Las formas de vida más conocidas y complejas, las que forman el imperio o dominio Eukarya, son eucarióticas.
Casi sin excepción los organismos basados en células procariotas son unicelulares, formados por una sola célula. Además, el término procariota hace referencia a los organismos del imperio Prokaryota, cuyo concepto coincide con el reino
Monera de las clasificaciones de Copeland o Whittaker que, aunque obsoletas, son aún muy populares. Se reparten entre los dominios Bacteria y Archaea.

Por otra parte, otro autor nos dice que las células procariotas como indica su nombre no presentan en su interior un núcleo celular diferenciado, y por lo tanto su material hereditario (ADN genómico) no se encuentra confinado dentro de un compartimiento a ex profeso limitado por membranas, sino que se halla libremente contenido en el citoplasma celular. Procarionte es a veces utilizado como sinónimo de procariota.
La organización celular procariota es la que caracteriza a los organismos que componen los dominios de Woose: Eubacteria y Archea (las llamadas antiguas arqueobacterias). En la antigua clasificación de los cinco reinos, (Copeland o Whittaker) estos dos dominios constituían el reino Monera. Casi sin excepción los organismos basados en células procariotas son unicelulares, formados por una sola célula.
Evolución
No está aceptado que las células procariotas del dominio
Archaea fueron las primeras células vivas, aunque se conocen fósiles de hace 3500 millones de años. Después de su aparición, han sufrido una gran diversificación. Su metabolismo es lo que más diverge, y causa que algunas procariotas sean muy diferentes a otras.
Se cree que todos los organismos que existen actualmente derivan de una forma unicelular procariótica. A lo largo de un lento proceso evolutivo, hace unos 1500 millones de años, las
procariotas derivaron en células más complejas, las eucariota, probablemente por la combinación en una sola célula de dos o más procarióticas


Entre las características estructurales y de funcionamiento que diferencia a las células procariotas de las eucariota se pueden señalar:
.- Tienen diversidad de formas celulares. Tipo vibrio, coco, bacilo, en
espiral. El tamaño típico de una bacteria es de unas 2 micras.
.- En bacterias el material genético, el ADN genómico, es generalmente una molécula de ADN circular, que se encuentra empaquetado en interior de la célula en una estructura compacta y característica cuando se observa al microscopio electrónico denominada nucleoide. A diferencia del núcleo de la célula eucariota, el nucleoide bacteriano no esta rodeado de una membrana nuclear o envuelta nuclear.
Diversidad bioquímica y metabólica
El
metabolismo de los procariotas es enormemente variado, a diferencia de los eucariotas, y muchos resisten condiciones ambientales sorprendentes por lo extremas en parámetros como la temperatura o la acidez.
Cuando se considera la diversidad de los metabolismos, se observa que en toda su extensión es propia de los procariontes, y que la diversidad metabólica de los eucariontes es sólo un subconjunto de la anterior. Si en eucariontes encontramos diferencias metabólicas importantes, como la que distingue a los fotoautótrofos de los heterótrofos, o la que hay entre anaerobios y aerobios, es solamente porque portan distintos orgánulos de origen
endosimbiosis, como plastos, mitocondrias o hidrogenosomas, procedentes de distintos procariontes.
Son células sin núcleo. La zona de la célula donde está el ADN no está limitada por membrana alguna. Actualmente están divididas en dos grupos:
• Eubacterias, que poseen paredes celulares formadas por peptidoglicano o por mureína. Incluye a la mayoría de las bacterias y también a las cianobacterias.
• Arqueobacterias, que utilizan otras sustancias para constituir sus paredes celulares. Son todas aquellas características que habitan en condiciones extremas como manantiales sulfurosos calientes o aguas de salinidad muy elevada.

El nucleoide bacteriano y la división celular bacteriana
.- Las células procariotas carecen de orgánulos membranosos en el citoplasma celular (sistema de endomembranas, (SE), por lo que el citoplasma forma pues el único compartimiento celular. Esto permite que la transcripción y la traducción del mensaje genético ocurran simultáneamente la célula procariota.
.- El citoplasma procariote no contiene orgánulos reconocibles, salvo en algunas bacterias granos de reserva, de composición variada y agregados moleculares, visibles sólo con las mayores ampliaciones del microscopio electrónico, como ribosomas.
.- Según la composición de la pared celular, en las eubacterias se pueden distinguir dos tipos de bacterias GRAM- y GRAM +. Ambas tienen un sáculo de peptidoglicano, que las proporciona consistencia y da forma a la célula, pero las bacterias GRAM- tienen además una membrana exterior (con una composición química distinta que la membrana la interior con lipopolisacáridos y lipoproteínas que constituyen el lipopolisacarido, LPS) separada de la interior por un espacio periplasmático o periplasma.
.- Los ribosomas procariotas son 70S, compuesto de una subunidad mayor 50S y una subunidad menor 30S. Los ribosomas de las células eucariotas son más grandes 80S, la subunidad mayor 60S y la menor 40S.
.- Las células procariotas pueden presentar varios apéndices para el movimiento: flagelos y de adhesión celular: pilis, fimbrias, no presentes en las células eucariotas y cuya organización estructural es diferente de los apéndices del movimiento de las células eucariotas: cilios y flagelos. Así, mientras que los flagelos bacterianos son construidos con una única proteína, la Flagelina; los apéndices de de motilidad de los eucariotas tienen el característico juego de "9+2" de microtubulos, constituidos de Tubulinas (alfa y beta). Por otra parte, mientras que el movimiento de un flagelo requiere de un motor flagelar (un pequeño-nanométrico- motor rotatorio eléctrico situado en la base del flagelo bacteriano), el movimiento de los cilios y flagelos eucarióticos depende de la acción de proteínas con función motora como Dineínas que median el movimiento de esos apéndides al provocar el desliamiento de unos filamentos (compuestos de microtúbulos) sobre otros.
.- Las células procariotes se alimentan universalmente por absorción de los nutrientes sin tener en general la capacidad de ingerir o internalizar partículas u otras células por endocitosis, proceso este caracteristico de las células eucariotas.
.- Los procariotas muestran un metabolismo enormemente variado, a diferencia de los eucariotas, y son encontrados en condiciones ambientales extremas de temperatura, salinidad, acidez o alcalinidad (principalmente microbios que pertenecen al dominio Archaea).


LAS CÉLULAS EUCARIOTAS
Las células eucariotas son por lo general más grandes que las células procariotas. Tan pequeñas como un levadura (10 micras) o tan grandes como algunas neuronas (metros). La diversidad de formas es también muy grande. A diferencia de las células procariotas, el material genético en las células eucariotas está confinado en un núcleo, rodeado de una envoltura nuclear de dos membranas, por lo que los procesos de transcripción y traducción de la información genética portada por el ADN genómico ocurren separadamente, el primero en el núcleo y el segundo en el citoplasma.
Las células eucariotas tienen además un sistema de membranas interno que incrementa notablemente la superficie de membranas del interior del citoplasma, produciendo un incremento en la compartimentalización del mismo, esencial para obtener un aumento notable en los procesos biológicos (e.g. reacciones metabólicas) que pueden tener lugar tanto en las membranas como en la luz de esos compartimentos.

En tal sentido, se denomina eucariotas a todas las
células que tienen su material hereditario fundamental (su información genética) encerrado dentro de una doble membrana, la envoltura nuclear, que delimita un núcleo celular. Igualmente estas células vienen a ser microscópicas pero de tamaño grande y variado comparado con las otras células.
La alternativa a la organización eucariótica de la célula la ofrece la llamada célula
procariota. En estas células el material hereditario se encuentra dentro de diferentes compartimientos llamados organelos, en el seno del citoplasma. Las células eucariotas no cuentan con un compartimiento alrededor de la membrana plasmática (periplasma), como el que tienen las células procariotas.
A los organismos formados por células eucariotas se les denomina
eucariontes.

Organización
A diferencia de las células procariotas, las células eucariotas presentan un
citoplasma muy compartimentado, con orgánulos (membranosos) separados o interconectados, limitados por membranas biológicas que son de la misma naturaleza esencial que la membrana plasmática. El núcleo es solamente el más notable y característico de los compartimentos en que se divide el protoplasma, es decir, la parte activa de la célula. En el protoplasma distinguimos tres componentes principales, a saber, la membrana plasmática, el núcleo y el citoplasma, constituido por todo lo demás. Las células eucariotas están dotadas en su citoplasma de un citoesqueleto complejo, muy estructurado y dinámico, formado por microtúbulos y diversos filamentos proteicos. Además puede haber pared celular, que es lo típico de plantas, hongos y protistas pluricelulares, o algún otro tipo de recubrimiento externo al protoplasma.
Fisiología
Las células eucariotas contienen en principio
mitocondrias, orgánulos que habrían adquirido por endosimbiosis de ciertas bacterias primitivas, lo que les dota de la capacidad de desarrollar un metabolismo aerobio. Sin embargo en algunos eucariotas del reino protistas las mitocondrias han desaparecido secundariamente en el curso de la evolución, en general derivando a otros orgánulos, como los hidrogenosomas.
Algunos eucariontes realizan la fotosíntesis, gracias a la presencia en su citoplasma de orgánulos llamados
plastos, los cuales derivan por endosimbiosis de bacterias del grupo denominado cianobacterias (algas azules).
Aunque demuestran una diversidad increíble en su forma, comparten las características fundamentales de su organización celular, arriba resumidas, y una gran homogeneidad en lo relativo a su
bioquímica (composición), y metabolismo, que contrasta con la inmensa heterogeneidad que en este terreno presentan los procariontes (bacteria, en sentido amplio).

ORGANIZACIÓN
A diferencia de las células procariotas, las células eucariotas presentan un
citoplasma muy compartimentado, con orgánulos (membranosos) separados o interconectados, limitados por membranas biológicas que son de la misma naturaleza esencial que la membrana plasmática. El núcleo es solamente el más notable y característico de los compartimentos en que se divide el protoplasma, es decir, la parte activa de la célula. En el protoplasma distinguimos tres componentes principales, a saber, la membrana plasmática, el núcleo y el citoplasma, constituido por todo lo demás. Las células eucariotas están dotadas en su citoplasma de un citoesqueleto complejo, muy estructurado y dinámico, formado por microtúbulos y diversos filamentos proteicos. Además puede haber pared celular, que es lo típico de plantas, hongos y protistas pluricelulares, o algún otro tipo de recubrimiento externo al protoplasma.

No presentan un núcleo definido.
El material genético lo constituye una gran molécula de ADN.
Presenta membrana celular redondeada por una pared celular externa.
Presenta ribosomas.
Comprende las bacterias y las algas verde azules.
Pueden existir sin oxigeno.
Se producen por bipartición.
En su mayoría son heterótrofos.
Presentan un núcleo definido.
El material genético esta constituido por el ADN asociado con proteínas en estructuras más complejas llamadas cromosomas.
Pueden presentar pared celular como en los vegetales y carecer de ella como en los animales.
Son aeróbicos.
Se reproducen por mitosis y meiosis.
Son autótrofos y heterótrofos.


Virus
Un virus (de la palabra latina virus,
toxina o veneno) es una entidad biológica que para replicarse necesita de una célula huésped. Cada partícula de virus o virión es un agente potencialmente patógeno compuesto por una cápside (o cápsida) de proteínas que envuelve al ácido nucléico, que puede ser ADN o ARN. La forma de la cápside puede ser sencilla, típicamente de tipo helicoidal o icosaédrica (poliédrica o casi esférica), o compuesta, típicamente comprendiendo una cabeza y una cola. Esta estructura puede, a su vez, estar rodeada por la envoltura vírica, una capa lipídica con diferentes proteínas, dependiendo del virus.
El ciclo vital de un virus siempre necesita de la maquinaria metabólica de la célula invadida para poder replicar su material genético, produciendo luego muchas copias del virus original. En dicho proceso reside la capacidad destructora de los virus, ya que pueden perjudicar a la célula hasta destruirla. Pueden infectar
células eucariotas (plantas, animales, hongos o protistas) o procariotas (en cuyo caso se les llama bacteriófagos, o simplemente fagos). Algunos virus necesitan de enzimas poco usuales por lo que las cargan dentro de su envoltorio como parte de su equipaje.

COMPOSICION QUIMICA
Los análisis químicos realizados demostraban claramente la presencia de proteína en los virus, pero podría haber también algo más? En 1936, dos bioquimicos británicos, Frederick Charles Bawden y Norman Wingate Pirie, demostraron que el virus del mosaico del tabaco era proteína solo en un 94 por ciento.El seis por ciento restante era una sustancia llamada ácido nucleico.El ácido nucleico había sido descubierto en 1869 en el pus por un bioquimico suizo, Johann Friedrich Miescher lo llamo nucleína, porque parecía estar asociado con los núcleos de las células. Como mas tarde se descubrió que poseía propiedades ácidas, se cambio su nombre por el de ácido nucleico. Fueron necesarios tres cuartos de siglo para desarrollar en todos sus detalles la estructura del ácido nucleico pero cuando Bawden y Pirie realizaron su descubrimiento era conocida ya la estructura del ácido nucleico. Había dos variedades principales, el ácido ribonucleico y el ácido desoxirribonucleico representados por las abreviaturas ARN y
ADN, respectivamente. Cuando cualquiera de ellos existía en combinación con una proteína, los dos juntos formaban una nucleoproteina. Se descubrió que todos los virus tenían naturaleza de nucleoproteínas. En el caso del virus del mosaico del tabaco y varios otros, el ácido implicado era el ARN. En el caso de otros virus, era el ADN. Los ácidos nucleicos existían también en las células, naturalmente, pues es en ellas donde fueron descubiertos. El bioquímico alemán Robert Joachim Feulgen, utilizando reacciones colorantes que el mismo había creado, demostró en 1923 que el ADN presentaba una alta concentración en el núcleo de la célula, mientras que el ARN existía en el citoplasma. El bioquímico sueco Torbjorn Oskar Caspersson estudio con más detalle aun los ácidos nucleicos de la célula y a mediados de la década de 1930, demostró que el ADN existía no simplemente en el núcleo, sino específicamente en los cromosomas. Después de eso, se podía pensar que, así como una bacteria podía ser considerada una especie de núcleo celular aislado, un virus podía ser considerado como un cromosoma celular aislado. Para entonces, los cromosomas habían adquirido una posición de peculiar importancia a los ojos de los biólogos.
CLASIFICACION Y ESTRUCTURA
ESTRUCTURA
La
organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras informa de la disposición de la anterior en el espacio.
ESTRUCTURA PRIMARIA
La estructura primaria es la secuencia de aa. de la proteína. Nos indica qué aas. Componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aas. Se encuentran. La
función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.
ESTRUCTURA SECUNDARIA
La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio.
Los aas., a medida que van siendo enlazados durante la
síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria.
Existen dos tipos de estructura secundaria:
La a (alfa)-hélice
La conformación beta
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria. Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue.
En esta disposición los aas. no forman una hélice sino una cadena en forma de zigzag, denominada disposición en lámina plegada.
Presentan esta estructura secundaria la queratina de la seda o fibroína.

ESTRUCTURA TERCIARIA
La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular.
En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la terciaria.
Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar
funciones de transporte , enzimáticas, hormonales, etc.Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios tipos de enlaces:
El puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tiene azufre.
Los puentes de hidrógeno
Los puentes eléctricos
Las interacciones hifrófobas.
ESTRUCTURA CUATERNARIA
Esta estructura informa de la unión , mediante enlaces débiles ( no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero.
El número de protómeros varía desde dos como en la hexoquinasa, cuatro como en la hemoglobina, o muchos como la cápsida del
virus de la poliomielitis, que consta de 60 unidades proteícas.

Teoria Celular

La teoría celular es una parte fundamental de la Biología que explica la constitución de la materia viva a base de células y el papel que éstas tienen en la constitución de la vida. Robert Hooke había observado ya en el siglo XVII que el corcho y otras materias vegetales aparecen constituidas de células (literalmente, celdillas). Dos científicos alemanes, Theodor Schwann, histólogo y fisiólogo, y Jakob Schleiden, botánico, se percataron de cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica de animales y plantas, en particular la presencia de núcleos, que el botánico británico Robert Brown había descrito recientemente (1827). Publicaron juntos la obra Investigaciones microscópicas sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las plantas y los animales (Mikroskopische Untersuchungen über die Übereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Tiere und Pflanzen, Berlin, 1839). Asentaron el primer principio de la teoría celular histórica:
Todo en los seres vivos está formado por células o productos secretados por las células.
Otro alemán, el médico Rudolf Virchow, interesado en la especificidad celular de la patología (sólo algunas clases de células parecen implicadas en cada enfermedad) explicó lo que debemos considerar el segundo principio:
Toda célula se ha originado a partir de otra célula, por división de ésta.
Ahora estamos en condiciones de añadir que la división es por bipartición, porque a pesar de ciertas apariencias, la división es siempre, en el fondo, binaria. El principio lo popularizó Virchow en la forma de un aforismo creado por François-Vincent Raspail, «omnis cellula e cellula». Virchow terminó con las especulaciones que hacían descender la célula de un hipotético blastema. Su postulado, que implica la continuidad de las estirpes celulares, está en el origen de la observación por August Weismann de la existencia de una línea germinal, a través de la cual se establece en animales (incluido el hombre) la continuidad entre padres e hijos y, por lo tanto, del concepto moderno de herencia biológica.
La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX, pero fue Pasteur el que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares, dio lugar a su aceptación rotunda y definitiva.
Se puede resumir el concepto moderno de teoría celular en los siguientes principios:
Todo en los seres vivos está formado por células o por sus productos de secreción. La célula es la unidad estructural de la materia viva, y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.
Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula e cellula).
Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.
Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética.


Descubrimiento de la célula
La teoría celular dice que: "todos los organismos vivos están compuestos de una o más células" y que éstas son las unidades más pequeñas que pueden llamarse vivas.En 1590 los hermanos Hans y Zacarías Hanssen (holandeses), conectaron dos lentes mediante un tubo, creando el primer microscopio.
En 1665 el inglés Robert Hooke observó con un primitivo microscopio, láminas muy finas de corcho.


Presentó las láminas dibujadas a la Real Sociedad de Londres, describió lo observado con las siguientes palabras: “el corcho está formado por celdas no muy profundas, que consisten en pequeñas cajas” Utilizó el término celda porque los compartimentos que vio en el corcho le recordaron pequeños cuartos, estos compartimentos en el corcho estaban vacíos.En 1675, Antonie van Leeuwenhoek (holandés) descubrió "animales microscópicos" en el agua estancada.
Postulados de la teoría celular
Los postulados de la teoría celular de nuestra época incluyen las ideas expuestas por los mencionados investigadores:1. Todos los seres vivos están compuestos de células y productos celulares.2. Sólo se forman células nuevas a partir de células preexistentes.3. Todas las células actuales son descendientes de células ancestrales.Concepto actual de célulaLa célula es la unidad más pequeña de materia viva, capaz de llevar a cabo todas las actividades necesarias para el mantenimiento de la vida. Tiene todos los componentes físicos y químicos necesarios para su propio mantenimiento, crecimiento y reproducción.

Este período terminó con el enunciado de la teoría celular cuyos postulados pueden resumirse:
· Todos los animales y vegetales están constituidos por células.
· La célula es la unidad básica de estructura y función en un organismo multicelular.
· La división celular da origen a la continuidad genética entre células progenitoras y sus descendientes.
· La vida del organismo depende del funcionamiento y control de todas sus células.

sábado, 21 de marzo de 2009

El nuevo mundo de la Biologia

LA BIOLOGÍA
La biología se ocupa del estudio de los seres vivos. Tradicionalmente todos los organismos vivos eran clasificados dentro del reino vegetal o animal. Esa diferenciación ha sido reemplazada por un esquema de cinco grupos o reinos. De cualquier manera, los fenómenos son similares en los cinco grupos, por lo que es posible establecer principios básicos comunes para todo el mundo viviente.
Los seres vivos tienen ciertas facultades que los distinguen de la materia inanimada. La propiedad característica de la vida es la reproducción. En situaciones normales, todo ser vivo puede dar origen a otros individuos semejantes a sí mismo. En las formas más simples este proceso se realiza por la división del individuo originario en dos organismos nuevos; en las más complejas intervienen células especializadas, los espermatozoides y los óvulos, que se unen para formar la célula huevo o cigoto que dará origen al nuevo organismo. El mayor grado de complejidad se alcanza con la diferenciación de la especie en dos sexos: cuando espermatozoide y óvulo son portados por dos individuos distintos.
La capacidad reproductiva está relacionada con dos particularidades típicas de los seres vivos: el crecimiento y la herencia. El primero es el aumento natural de tamaño y la segunda consiste en la continuación de características específicas de los progenitores en los nuevos individuos.
Otra propiedad es la sensibilidad, que hace posible responder a mecanismos externos y producir cambios que permitan adaptarse a los requerimientos del medio.
UNA CIENCIA BÁSICA
Las investigaciones de la biología no están dirigidas a una determinada finalidad. Sin embargo, son la base de aplicaciones muy concretas en medicina, agricultura, ganadería, industria y otras disciplinas.
Si bien es una ciencia antigua (los hombres comenzaron a estudiarla hace muchos siglos con el afán de explicar los enigmas de la vida), es en otro sentido, una ciencia joven, pues sus descubrimientos más importantes y trascendentes datan de épocas recientes.
EL MÉTODO CIENTÍFICO
Para la comprensión de un hecho biológico es necesario llevar a cabo tres operaciones básicas: observación, interpretación y experimentación. De la observación adecuada surge la posibilidad de meditar sobre los hechos observados y formular hipótesis que constituyan interpretaciones razonables; y por medio de la experimentación se somete a prueba la hipótesis formulada. Una hipótesis, o un conjunto de ellas debidamente comprobadas, constituye una teoría: por ejemplo, la teoría de la evolución.
EL SURGIMIENTO DE LA VIDA
Durante millones de años no existieron las condiciones propicias para la vida en nuestro planeta.
En la atmósfera primitiva no había oxígeno libre, sino que se encontraba combinado con otros gases. Existía vapor de agua, metano, dióxido y monóxido de carbono, nitrógeno, ácido sulfhídrico y amoníaco.
Al enfriarse la corteza terrestre, el vapor de agua se condensó en forma de lluvia; las aguas acumuladas cubrieron la superficie del globo y dieron origen a los océanos. En las aguas primitivas se produjeron las primeras manifestaciones de vida. Esta surgió a partir de sustancias inanimadas y como consecuencia de diversos factores favorables que se combinaron de modo de dar origen a los primeros organismos. En determinado momento, la corteza terrestre llegó a estar lo suficientemente fría y a disponer de compuestos químicos con carbono y otros elementos aptos para generar materia orgánica.
Con el tiempo -millones de años-, ciertas formas vivas se propagaron a tierras emergidas, libres de aguas permanentes y allí se inició otro largo proceso de adaptación.