L� co no ci da ex pre sión «la fa mi lia es la cé lu la de la so cie dad» ha ce re fe ren cia a una es truc tu ra que, mul ti pli ca da in fi ni dad de ve ces, cons ti tu ye el ar ma zón de la so cie dad en la que se in ser ta. En ese con tex to, po dre mos com pren der, en ton ces, el con cep to de cé lu la co mo la uni dad de es truc tu ra y fun ción de to dos los se res vi vos.

Cé lu las vis tas con el mi-cros co pio elec tró ni co de trans mi sión (4 300 x) y co lo rea das ar ti fi cial men te.

Bac te rias en la pun ta de un al fi ler, ob ser va-das con el mi cros co pio elec tró ni co de ba- rrido (2 000 x) y coloreadas artificialmente.

Eri tro ci tos y leu co ci tos, cé lu las san guí neas ob ser va das con el mi cros co pio elec tró ni co de ba rri do (2 000 x) y co lo rea das ar ti fi cial-men te.

D�������� las funciones de rela-ción, reproducción y nutrición celular, desde la indagación cientí"ca y la argumentación de sus resultados, estableciendo relación entre las estructuras que las realizan y las moléculas que participan.

Destreza con criterio de desempeño:

36

�� ��la

2Unidad

¿ �� �� �� célula?

¿Cuáles son las diferencias entre células animales y vegetales?

¿Cómo se nutre la célula?

¿Qué es mitosis y meiosis?

Conocimientos previos

B��U_B1_U2_P36_57.indd 36 7����� ����� ��

La teo ría ce lu lar

1� Opi nen acer ca de la afir ma ción: «To das las cé lu las son igua les».

2. ¿Cuáles fueron los apor tes con cre tos de Sch lei den y de Sch wann a la Bio lo gía ce lu lar? Expliquen.

3. Ob ser ven las fo to gra fías de di fe ren tes ti pos ce lu la res to ma das con el mi cros co pio elec tró ni co. ¿Có mo ex pli-can las di fe ren cias de ta ma ño?

4. Ob ser ven la fo to gra fía de las células vistas con el microscopio electrónico de transmisión. ¿Dis tin guen al gún or gánulo?

5. Tra ten de iden ti fi car los com po nen tes co mu nes de las cé lu las de to dos los se res vi vos. ¿Exis ten es truc tu ras que no pue den ver se ni si quie ra con el mi cros co pio óp ti co más po ten te y que re quie ran el uso del mi cros-co pio elec tró ni co? ¿Cuá les?

Análisis del trabajo científico

E� ! "#� cio na mien to de la or ga ni za ción fa mi liar, sus in te gran-tes de sem pe ñan di fe ren tes ro les y asu men dis tin tos ni ve les de res-pon sa bi li dad, para conformar una uni dad fun cio nal. De igual ma ne-ra, en la cé lu la, cier tas es truc tu ras (los or gánulos) de sem pe ñan fun cio-nes di fe ren tes y ha cen po si ble una or ga ni za ción ar mó ni ca y efi cien te. Además, células con dieferentes atributos de reúnen y forman los teji-dos de los organismos pluricelulares.

Con pa la bras si mi la res, en 1838, Theo dor Sch wann (1810-1882) —zoó lo go y fi sió lo go ale-mán— y Matt hias Ja kob Sch lei den (1804-1881) —bo tá ni co de la mis-ma na cio na li dad— pre sen ta ron sus tra ba jos acer ca de la im por tan cia de las cé lu las en la cons ti tu ción de los se res vi vos (tan to ani ma les co mo ve ge ta les), en la de no mi na da Teo ría ce lu lar. Así re va lo ri za ron la labor pio ne ra del cien tí fi co in glés Ro bert Hoo ke (1635-1703).

Sch lei den es ta ba al tan to de los tra ba jos del bo tá ni co es co cés Ro bert Brown (1773-1858), quien des cu brie ra el mo vi mien to de las par tí cu las que se en cuen tran en una sus pen sión lí qui da, lla ma do en su ho nor «mo vi mien to brow nia-no». Brown tam bién ob ser vó gra-nos de po len y otros ti pos ce lu-la res de las plan tas e iden ti fi có, por pri me ra vez, el nú cleo ce lu lar. Sch lei den re co no ció la gran im por-

tan cia de es ta es truc tu ra en la re pro duc ción ce lu lar, pe ro creía que las cé lu las nue vas bro ta ban de la su per fi cie nu clear, lo que no es así.

Por su par te, Sch wann in tro du jo el tér mi no me ta bo lis mo pa ra re fe-rir se a to dos los cam bios quí mi cos de las cé lu las y de los te ji dos vi vos, e ini ció los es tu dios de fi sio lo gía ce lu-lar. Afir mó, ade más, que los or ga nis-mos plu ri ce lu la res es tán for ma dos por cé lu las. Di fe ren ció los te ji dos por ti pos se gún la dis po si ción de las cé lu las que los cons ti tu yen y, pos te rior men te, des cu brió las cé lu-las que forman parte de la vai na de los ner vios, de no mi na das después en su ho nor «cé lu las de Sch wann». Tam bién fue el pio ne ro de una jo ven cien cia, la Em brio lo gía, al es ta ble cer que el hue vo es tá for ma do por una so la cé lu la que se de sa rro lla y crea un or ga nis mo com ple to.

En 1839, Sch wann, in flui do por el tra ba jo de Sch lei den, pu bli có in ves ti ga cio nes mi cros có pi cas de acuer do con la es truc tu ra y el cre ci-mien to de las cé lu las en las plan tas y los ani ma les.

A par tir de la Teo ría ce lu lar, y de los mu chos ha llaz gos de Sch wann y Sch lei den, que da ron de fi ni dos los an te ce den tes de va rios prin ci pios hoy re co no ci dos por to dos los cien-tí fi cos.

T$ dos los or ga nis mos vi vos es tán for ma dos por una o más cé lu las.

%&' ()&* cio nes quí mi cas, los pro-ce sos li be ra do res de ener gía y las reac cio nes de bio sín te sis se de sa rro llan den tro de las cé lu las.

%&' *+ lu las se ori gi nan de otras cé lu las.

%&' cé lu las con tie nen in for ma-ción he re di ta ria de los se res vivos de los cuales provienen, la cual pa sa de una generación a otra en forma su ce si va.

Matthias Schleiden.

Ilus tra ción del li bro de Sch wann que mues-tra es truc tu ras ce lu la res.

37

B��U_B1_U2_P36_57.indd 37 7����� ����� ��

1. Leu co ci to (cé lu la san guí nea)2. Eri tro ci to (cé lu la san guí nea)3. Adi po ci to (cé lu la que al ma ce na gra sa)4. Osteocito (célula ósea)5. Neu ro na (cé lu la ner vio sa)6. Fi bra mus cu lar li sa7. Cé lu las de la piel8. Cé lu las del te ji do con jun ti vo

Célula vegetal observada con el ME.

S,-./02 .3 S,.-045 .3 689:;El 10 de diciembre de 1906, en el Auditorio de la Real Academia de

Música, de Estocolmo «Suecia», el Premio Nobel de Medicina y Fisiología fue compartido por los doctores Santiago Ramón y Cajal (español) y Camillo Golgi (italiano). Ambos profesores universitarios recibieron este galardón por sus investigaciones sobre el sistema nervioso. Si bien se le adjudica a Ramón

y Cajal el descubrimiento de la neurona y la descripción de su estructura, esto fue posible por las técnicas de laboratorio ideadas por Camillo Golgi.

Según palabras de Ramón y Cajal: «La otra mitad del premio ha sido jus-tificadamente adjudicada al ilustre profesor de Pavía Camillo Golgi, el crea-dor del método con el cual he logrado mis más notables descubrimientos».

FUE NOTICIA

Premio Nobel para la neurona

<= fo to gra fía de la derecha mues tra cé lu las de te ji do ve ge tal ob ser va das con el mi cros co pio elec tró ni co, en la que se apre cian los de ta lles más fi nos de su es truc tu ra. ¿Có mo lle gó a de fi nir se la cé lu la co mo «la uni dad de es truc tu ra y fun ción»?

Cé lu la (del la tín ce llu la, di mi nu ti vo de ce lla, hue co, compartimiento’ es el tér-mi no que Ro bert Hoo ke —el pri mer in ves ti ga dor que la iden ti fi có— le dio a ca da una de las «cel das» del cor cho que ob ser vó con su mi cros co pio óptico. Si bien las cé lu las ob ser va das por Hoo ke es ta ban va cías, por que eran de te ji do muer to, el tér mi no fue adop ta do pa ra de sig nar la me nor por ción de ma te ria que cum ple con las fun cio nes vi ta les, es de cir, la uni dad de es truc tu ra y fun ción.

El tra ba jo de los científicos del si glo XIX per mi tió de fi nir los al can ces de la Teo ría

ce lu lar. Y el de sa rro llo de téc ni cas de la bo ra to rio del si glo XX —la mi cros co pía elec-tró ni ca—, per mi tie ron un me jor co no ci mien to de la es truc tu ra y la fun ción ce lu la res.

Una célula puede definirse como la mínima organización supramolecular, que cum ple con to das las ca rac te rís ti cas de los se res vi vos (es tas son, en tre otras, la ca pa ci dad de vi vir ais la das, la au to rre gu la ción, la au to per pe tua ción y la evo lu ción).

Pe ro si la cé lu la es una uni dad de es truc tu ra y fun ción, es de cir, si to das las cé lu las po seen los mis mos ele men tos es truc tu ra-les y cum plen las mis mas fun cio nes, ¿por qué al gu nas son tan di fe ren tes de otras? Pa ra res pon der es ta pre gun ta, ana li cen la ilus tra ción de los dis tin tos ti pos ce lu la res que cons ti tu yen los te ji dos ma yo ri ta rios de un ani mal su pe rior.

La di fe ren cia es tá da da por el dis tin to gra do de es pe cia li za ción que al can za ca da una. Si bien to das tie nen una com-po si ción quí mi ca y es truc tu ras si mi la res, al gu nas per ma ne cen in di fe ren cia das y otras se es pe cia li zan pa ra cum plir fun cio nes de ter mi na das. Por ejem plo, las neu ro nas son las cé lu las es pe cia li za das en la trans mi sión del im pul so ner vio so; las fi bras mus-cu la res li sas, en la con trac ción de los mús cu los de las vís ce ras (es tó ma go, in tes ti no, etc.); los eri tro ci tos o glóbulos rojos, en el trans por te del oxí ge no, et c.

Por otra par te, la es truc tu ra de los or gá nu los ce lu la res y la pre sen cia o au sen cia de algunos de ellos, así co mo las va ria cio nes en la com po si ción quí mi ca ce lu lar, tam bién de pen den de la es pe cia li za ción es truc tu ral y fun cio nal.

1

2

3

4

5

6

7

A >) sar de las múl ti ples di fe ren cias y de la exis ten cia de or ga nis mos unicelulares y pluricelulares, todos los seres vivos están formados por células.

38

?@ CF lu la: vi da en su mí ni ma ex pre sión

GHIJK información sobre los aportes de diferentes cientí"cos en el desarrollo de la Teoría celular.

MNOPQJK por qué, según la Teoría celular, la célula es la unidad morfológica, "siológica y genética de todos los seres vivos.

Trabajo individual

Tarea

8

B��U_B1_U2_P36_57.indd 38 7����� ����� ��

39

Organismos eucariontes y procariontesT$ das las cé lu las están formadas por:

UR& mem bra na plas má ti ca o ce lu lar, co no ci da tam bién co mo plas ma le ma, com-pues ta por una ca pa do ble de fos fo lí pi dos en la que es tán in mer sas di ver sas pro teí nas.

UR& ma triz ci to plas má ti ca, o ci to plas ma, con sis ten te en un gel ca si lí qui do (com pues to por agua), en el que es tán in mer sas mo lé cu las y ma cro mo lé cu las li bres, co mo glú ci dos, lí pi dos, ami noá ci dos y pro teí nas.

VW te rial ge né ti co, o cro ma ti na (del grie go ch ro ma, co lor’), que les per mi te au to du pli car se y trans mi tir a su des cen den cia las ca rac te rís ti cas de la es pe cie, y que es tá for ma do por áci do de so xi rri bo nu clei co (ADN) asociado a proteínas (his-tonas). En al gu nas cé lu las, el ma te rial ge né ti co se en cuen tra li bre en el ci to plas ma (cé lu las pro ca rio tas), y en otras, en el nú cleo (cé lu las eu ca rio tas).

La pre sen cia de un nú cleo ce lu lar es la ca rac te rís ti ca fun da men tal de las cé lu las eu ca rio tas.

Cé lu las eu ca rio tasX() sen tan va rios agre ga dos mo le cu la res en el ci to plas ma, que se or de nan de una

ma ne ra es pe cí fi ca y dan lu gar a los or gá nu los (por ejem plo, las mi to con drias) y al nú cleo. Es te es tá for ma do por un ca rio plas ma (sus tan cia vis co sa en es ta do de gel, con áci dos nu clei cos, ami noá ci dos, nu cleó ti dos, pro teí nas, glu có ge no, etc.) y ro dea-do por una do ble mem bra na: la ca rio te ca o en vol tu ra nu clear. En el in te rior del nú cleo se dis tin guen tam bién uno o más nu cléo los y gran cantidad de ácido nucleico (ARN), ya que es el sitio donde se construyen las subunidades de los ribosomas.

En 1831, Ro bert Brown des cu brió el nú cleo y de cla ró: «Es una ca rac te rís ti ca nor-mal de las cé lu las ve ge ta les».

Los or ga nis mos eu ca rion tes son to dos los se res per te ne cien tes a los tra di cio na les rei nos: Pro tis ta (los pro to zoos, la ma yo ría de las al gas y los hon gos ce lu la res), Fun-

gi (los hon gos ver da de ros), Plan tae (com pren de tan to las plan tas o me ta fi tas co mo, se gún al gu nos in ves ti ga do res, las al gas ver des an te ce so ras) y Ani ma lia (ani ma les ver da de ros o me ta zoos).

Durante la división de las células eucariotas, la cromatina se condensa y se forman los cromosomas.

Cé lu las pro ca rio tasY$R Z[' >) que ñas que las eu ca rio tas (me nos de 2 µm o 10 Å) y no po seen nú cleo

ce lu lar ni otros or gá nu los es pe cia les, pero sí ribosomas. La cro ma ti na ge ne ral men te no es tá uni da a his to nas y for ma cro mo so mas cir cu la res.

Los or ga nis mos pro ca rio tas per te ne cen a los rei nos Ar chaea (ar qui bac te rias) y Bac-

te ria o Mo ne ra (bac te rias y al gas azu les, o cia no bac te rias).

Con el mi cros co pio óp ti co (MO), el nú cleo se dis tin-gue co mo un pun to vo lu mi no so, más den so que el res to del ci to plas ma.

Con el mi cros co pio elec tró ni co de trans mi sión (MET), es po si ble dis tin guir su for ma es fé ri ca u ovoi dal y las es-truc tu ras que lo cons ti tu yen, en es pe cial, el nu cléo lo.

\] to plas maNú cleo

Ca rio te ca

Nu cléo lo

Ca rio plas ma

^

_A: Cé lu la euca rio ta.

eH ca rio ta (del grie go eu, bien’, y kar yon, nuez,

nú cleo’). Cé lu la de más de 1 µ de diá me tro, con un nú cleo ver da de ro y que, ade más de la mem-bra na plas má ti ca, con-tie ne di ver sos or gá nu los, co mo los plas tos y las mi to con drias. Las células vegetales tienen además de membrana celular, pared celular, estructura de la cual carecen las células animales.

pro ca rio ta (del grie go pro, an tes o de lan te de’, y kar yon, nuez, nú cleo’). Cé lu la sin nú cleo, cu ya úni ca mem bra na es la plas má ti ca; es de cir, ca re ce de or gánulos ce-lu la res con ex cep ción de los ri bo so mas, los cua les sin em bar go tie nen una es truc tu ra di fe ren te de la de las cé lu las eu ca rio tas. Mu chas cé lu las pro ca rio-tas po seen pa re des por fue ra de la mem bra na, y su com po si ción quí mi-ca es dis tin ta a la de las cé lu las ve ge ta les.

Glosario

B: Cé lu las pro ca rio tas.

B��U_B1_U2_P36_57.indd 39 7����� ����� ��

40

`a gá nu los de las cé lu las ani mal y ve ge tal

%$' or gá nu los de las cé lu las eu ca rio tas es tán li mi ta dos por uni da des de mem bra na que re pi ten el mo de lo de la mem bra na plas má ti ca. Pe ro en las cé lu las pro ca rio tas, pe se a que no exis te com par ti men ta li za ción del ci to plas ma pa ra for mar or gánulos, hay dis-tin tos agre ga dos ma cro mo le cu la res aso cia dos a la mem bra na plas má ti ca que tie nen fun cio nes si mi la res.

En la si guien te ilus tra ción, se mues tran las ca rac te rís ti cas de una cé lu la animal.

La cé lu la vegetal se di fe ren cia de la an te rior, fun da-men tal men te, en que tie ne clo ro plas tos; ade más, se ca rac te ri za por la au sen cia de li so so mas y de centriolos; y la pre sen cia de gran des va cuo las, de leu co plas tos (or gá nu los en los cuales se acu mu la al mi dón), de dic tio-so mas en vez de Aparato de Golgi y de una pa red ce lu-

lar compuesta por ce lu lo sa y pec ti nas. A continuación se describen estas estructuras.

Mem bra na plas má ti ca (A). Constituye una barrera semipermeable, que delimita la entrada y salida de las sustancias de la célula. Tie ne un es pe sor de 75 Å y es tá com pues ta por una do ble ca pa de fos fo lí pi dos, con proteínas y carbohidratos que la atraviesan o están unidos a su superficie. Es te mo de lo de mem bra na se de no mi na mo sai co flui do.

Nú cleo (B). Orgánulo rodeado por una envoltura nuclear (carioteca), en la cual se encuentra el material genético (ADN) que determina las caracterís-ticas del organismo.

Re tí cu lo en do plas má ti co (C). Se ob ser va co mo un con jun to de sa cos apla-na dos. El re tí cu lo en do plas má ti co li so (REL) sin te ti za lí pi dos y su su per fi cie es li sa; mien tras que el re tí cu lo en do plas má ti co ru go so o gra nu lar (REG), co no ci do tam bién co mo er gas to plas ma, pre sen ta ri bo so mas ado sa dos e in ter vie ne en la sín te sis de pro teí nas ex tra ce lu la res.

Apa ra to de Gol gi (D). Es tá cons ti tui do por sa cos apla na dos. Re ci be los pro duc tos sin te ti za dos en el re tí cu lo, los em pa que ta y los dis tri bu ye por la cé lu la o los se cre ta al me dio ex tra ce lu lar.

Mi to con dria (E). Es truc tu ra que cons ta de una ca vi dad li mi ta da por una do ble mem bra na. La mem bra na in ter na es tá ple ga da (for ma cres tas) y, por

lo tan to, au men ta no ta ble men te su su per fi cie pa ra la cap ta ción de oxí ge-no, ya que en es te or gá nulo se lle va a ca bo la res pi ra ción ce lu lar. La ma triz mi to con drial con tie ne un ti po es pe cial de ADN.

Ri bo so ma (F). Es truc tu ra es fé ri ca de ARN for ma da por dos su bu ni da des, donde se sintetizan las proteínas. Si está asociado al REG, las proteínas que fabrica son transportadas a la membrana plasmática o afuera de la célula. En cambio, si está libre, fabrica proteínas intracelulares.

Li so so ma (G). Ve sí cu la que se ori gi na a par tir del apa ra to de Gol gi. Con tie-ne en zi mas, y en él tie ne lu gar la di ges tión ce lu lar.

Cen trio lo (H). Es truc tu ra par, ci lín dri ca, cons ti tui da por pro teí nas. In ter vie-ne en la re pro duc ción ce lu lar.

Va cuo la (I). Es ta es truc tu ra tie ne for ma de bol sa y con tie ne los nu trien tes o los de se chos ce lu la res.

Ci toes que le to (J). Cons ta de mi cro fi la men tos, fi la men tos in ter me dios y mi cro tú bu los, to dos de com po si ción pro tei ca, que cons ti tu yen una red en el ci to plas ma. Su fun ción es la re sis ten cia me cá ni ca, el man te ni mien to de la es truc tu ra ce lu lar y la for ma ción de ca na les de cir cu la ción de sus tan cias in ter ce lu la res.

En grupos, utilicen materiales reciclados y elaboren una maqueta de la célula animal y vegetal. Presenten sus trabajos al resto de grupos, con una explicación de la función de cada uno de los organelos.

Trabajo cooperativo

Célula animal típica.ípica. b

D

H

I

J F

E

C

A

REL

REG

Cresta

Fosfolípidos

Proteína

Nucléolo

CromatinaMembrana

B

Ribosoma.

B��U_B1_U2_P36_57.indd 40 7����� ����� ��

41

cd cuo la. Or ga ne la con for ma de sa co y de ta ma ño va ria do. En al gu nas cé lu las ve ge ta les, ocu pa un am plio es pa cio en el ci to plas ma. Da so por te a las cé lu las; también, al ma ce na los de se chos que es tas no pue den ex cre tar. Ade más, man tie ne cons tan te la can ti dad de agua in tra ce lu lar.

fgdh ti dios. Gru po de or ga ne las pre sen tes en las cé lu las fo to sin té ti cas. To dos los plas ti dios es tán de li mi ta dos por una do ble mem bra na. Exis ten dis tin tos ti pos:–Clo ro plas tos. Al igual que las mi to con drias, po seen su pro pio ma te rial ge né ti co (ADN plas ti dial). Con tie nen un pig men to de co lor ver de, lla ma do clo ro fi la, que cap ta la ener gía lu mí ni ca en la fo to sín te sis. La fo to sín te sis per mi te a las cé lu las con clo ro plas tos ela bo rar su pro pio ali men to.–Leu co plas tos. Es tas or ga ne las ca re cen de pig men to. Se lo ca li zan prin ci pal men-te en raí ces y tu bér cu los, en don de al ma ce nan al mi dón.–Cro mo plas tos. Con tie nen pig men tos (ama ri llos, ana ran ja dos o ro jos) que pro-por cio nan a las flo res y a los fru tos sus co lo res ca rac te rís ti cos. Esos pig men tos tam bién in ter vie nen en la cap ta ción de la ener gía so lar du ran te la fo to sín te sis.

fd red ce lu lar. Es una es truc tu ra co mún en di ver sos or ga nis mos, con la función de pro te ger y dar for ma a la cé lu la. En las bac te rias es tá cons ti tui da por pep ti do-glu ca nos (com pues tos for ma dos por car bo hi dra tos y pro teí nas com ple jas). En los hon gos es de qui ti na. En las plan tas, es tá for ma da por ce lu lo sa.

Ci toes que le toA iRi cios del si glo XX, se pen sa ba que el ci to plas ma era una so lu ción vis co sa

y ho mo gé nea en la cual flo ta ban las or ga ne las. En 1976, Keith Ro bert Por ter (1912-1997) de mos tró la exis ten cia de una red de fi la men tos de na tu ra le za pro tei ca, lla ma da ci toes que le to (es que le to in ter no de la cé lu la). Sus fun cio nes son man te ner la es truc-tu ra ce lu lar y brin dar le re sis ten cia me cá ni ca, for mar ca na les de cir cu la ción de sus tan-cias in tra ce lu la res, par ti ci par en el mo vi mien to ce lu lar, sos te ner y mo ver las or ga ne las y mo vi li zar los cro mo so mas du ran te la di vi sión ce lu lar.

jkl ro plas to

Dictiosoma

REL

Mi to con dria

Pa red ce lu lar

Va cuo la

Mem bra na ce lu lar

o plas má ti ca

RER

mnokplkl

mqokrl

Célula vegetal típica.

Es truc tu ra in ter na de un clo ro-plas to. La mem bra na in ter na pre sen ta sa cos api la dos de no mi-na dos ti la coi des. Las agru pa cio nes de ti la coi des se co no cen co mo gra na. El es tro ma es el es pa cio in ter no de li mi ta do por la mem-bra na. En él se en cuen tran las en zi mas fo to sin té ti cas.

stuvwxyxexterna

Membrana

interna

Grana

Canal de inter-

conexión de

los tilacoides

Tilacoide

Es que ma del ci toes que le to.

zr{|}~�~plasmática

Filamento

intermedio

Ribosomas

Retículo

endoplasmático

Mitocondria

Microtúbulos

Microfilamentos

Dibuja una mitocondria y un cloroplasto. Identi"ca sus partes y establece semejanzas y diferencias entre estas dos organelas.

Trabajo individual

B��U_B1_U2_P36_57.indd 41 7����� ����� ��