Biología, la vida en la tierra con fisiología Tomo 01-páginas-17

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E s t r u c t u r a y f u n c io n e s d e l a c é lu la
descubrimientos fueron un golpe a la idea de la generación 
espontánea En ese entonces, se creía que las pulgas 
brotaban espontáneamente de la arena o el polvo y los gorgojos 
del grano. Los microscopios de leeuwenhoek parecen más 
primitivos que los de Hooke. pero daban Imágenes m ás nítidas 
y d e mucho mayor aumento (F IG URA E4-1b).
Desde esos trabajos inaugurales de Robert Hooke y 
Antón van leeuwenhoek, biólogos, médicos c Ingenieros han 
colaborado en el desarrollo de una variedad d e microscopios 
avanzados para observar la célula y sus componentes.
Los microscopios ópticos usan lentes, por lo común 
talladas en v idrio o cuarzo, para enfocar haces de luz de modo 
que atraviesen o reboten en e l espécimen y amplifican su 
imagen, lo s microscopios ópticos ofrecen muchas imágenes, 
dependiendo de cómo se Ilumine e l espécimen y d e si está 
S ft ld o ( F I G U R A E 4 - 2 * ) .
□ poder d e resolución d e los microscopios ópticos 
(es decir, la estructura más pequefta que dejan ver) e s de 
alrededor d e una miera (un millonésimo de metro).
Los microscopios electrónicos ( F I G U R A E4-lc) en lugar de 
luz usan haces de electrones enfocados no por lentes, sino por 
campos magnéticos. A lgunos tipos d e microscopios electrónicos 
resuelven estructuras de incluso algunos nanómetros (un 
m il millonésimo d e metro). Los microscopios electrónicos de 
transmisión pasan los electrones por un espécimen delgado 
y pueden revelar detalles del interior de la estructura celular, 
como los o rg a netos y la membrana plasmática ( F I G U R A E4-2c). 
Los microscopios electrónicos d e barrido hacen rebotar 
electrones e n especímenes recubiertos de metales y suministran 
Imágenes tridimensionales. Permiten observar detalles d e la 
superficie d e estructuras que van de organismos enteros a 
células y aun organetos ( R G U R A S E4-2b,d>.
(c) M icroscop io e lec tró n ico d e transm isión (d) M icroscop io e lec tró n ico d e barrido
A R G U R A E4-2 C o m p a ra c ió n d e im á g e n e s d e m ic ro s c o p io (a ) Paramecto vivo (organismo 
unicelular d e agua dulce) fotografiado a través de un microscopio óptico, (b ) Micrografla con colores 
falsos de un microscopio electrónico de barrido (ME8) de Parantecium . ( c ) Micrografla d e un microscopio 
electrónico d e transmisión (M ET) de tos cuerpos básales en la raíz de tos c ilios que cubren al Param eclum . 
También es visible la mltocondrla. (d ) Micrografla de M EB con mucho mayor aumento mostrando las 
mRocondrias (muchas abiertas) del citoplasma. En este libro verás muchas Imágenes d e MEB y MET 
coloreadas artificialmente para resaltar las estructuras.
(a ) M icroscop io óp tico
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6 0 m : i l » 7 3 » l B U v k I j d e la c é lu la
y responden a las señales d e las m olécuLis q ue están e n e l liq u id o 
q ue ro d ea a la cé lu la (c o m o las h o rm o n as ). Las g lucoprotefnas de 
la m em brana p lasm ática extienden ram ificaciones d e ca rboh id ra ­
to s desde la cé lu la hacia el exterior (ufase la figura 4-2). A lgunas 
d e esas g lucoprotelnas, las d e l co m p le jo m ayo r d e histocom pa- 
t ib ilid ad (M I IC , p o r sus siglas e n ing lés), id en tifican a la cé lu la 
co m o parte d e u n in d iv id u o ún ico . En el cap itu lo 5 se hab la rá 
con d e ta lle d e la m em brana p lasm ática.
T o d a s l a s c é lu la s c o n t ie n e n c ito p la s m a 
E l c ito p la s m a consta d e todos los com puestos qu ím ico s y estruc­
turas q ue están d en tro d e la m e m b ran a p lasm ática p ero fuera del 
núcleo (F IG U R A S 4-3 y 4-4). La parte flu id a d e l c itop lasm a de 
células pro».trióm e* y eucariontes se lla m a d to s o l que contiene 
agua, sales y un a gran variedad de m oléculas orgán icas, com o: 
proteínas, líp id o s , carboh idratos, am inoác idos y n u deó tido s 
(descritas e n e l cap ítu lo 3 ). C a s i todas las actividades metabó- 
licas d e las célu las a l igual q ue las reacciones b io q u ím icas que 
sustentan la vida, ocurren e n e l a to p la sm a . U n e jem p lo es la s ín ­
tesis d e p rote ínas. I.as célu las deben s in te tiza r d iversas proteínas 
co m o las d e l d to esq u e le to (descrito m ás ad e lan te ), p roteínas d e
la m e m b ran a p lasm ática (descritas e n el cap ítu lo 5 ) y todas las 
enzim as q ue favorecen las reaedones b io qu ím icas (exp licadas en 
e l ca p ítu lo 6 ).
E s tu d io de ca so c o n t i n u a c i ó n
Refacciones para el organismo 
h amano
¿Po r qué las v ictim as d e quem aduras rechazan la p ie l de 
cadáveres y cerdos pero no los sustitutos sintéticos? l a piel de 
o tra persona o an im al contiene g lucoproteínas MHC d iferentes 
que las del paciente, de m odo que el sistema Inm une las trata 
como m ateria extraña, las destruye y las rechaza. Por fortuna, 
la respuesta es gradual y la piel ayuda e n a lg o a la curación 
antes d e que el cuerpo la rechace. En la TransCyte™ no quedan 
célu las q ue Inciten una respuesta Inm une y los Inventores d e la 
O rcc l™ suponen q ue las proteínas M HC de las cé lu la s originales 
d e prepucio se p ierden durante el cu ltivo .
envoltura nudoar
poro n u c le a r----
crom atxia (ADN) - 
nudook) —__
microtúbutos - 
(cltoosquoloto)
re tícu lo --------
ondoplasmátkoo
mgoso
retículo
endoptasmático
§30
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E s t r u c t u r a y f u n c io n e s d e l a c é lu la 6 1
T o d a s las célu las u san e l A D N com o plano 
d e la herencia y e l A R N para cop ia r 
el p la n o y e je cu ta r la instru cción
Toda cé lu la contiene m aterial genético , un p lan o heredado que 
guarda las instrucciones para hacer otras panes d e la célu la y para 
producir nuevas células. E l m aterial genético d e las células es e l ád- 
d o d e s o x lr r ib o n u c le ic o (A D N ) . Esta m olécula fascinante (que 
se analizará con deten im iento e n c l cap itu lo 1 1 ) con tiene genes 
q ue constan de secuencias precisas de nudeótidos. En la d iv is ión 
celular, las célu las 'm a d re ' o rig ina les pasan cop ias exactas d e su 
A D N a las descendientes re d é n form adas, las 'cé lu las hijas*. E l á c i­
d o r ib o n u c le ic o (A R N ) tien e un a re lad ó n q u ím ica con e l A D N y 
aparece e n varias form as diferentes que cop ia el p lan o de los genes 
del A D N y ayuda a e laborar proteínas a partir d e este plano. Todas 
las célu las con tienen A D N y A R N .
T o d a s las célu las o b tien en m a te ria s p rim as 
y en e rg ía de l en to rn o
Los principales e lem entos de las m oléculas biológicas, co m o e l car­
b on o , h idrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo, así co m o 
cantidades m ín im as d e m inerales, p roceden e n ú ltim a instanda 
del entorno , d e l con junto del aire; agua, rocas y otros organism os. 
Para m an tener esta incre íb le com p le jidad , las célu las deben adqu i­
r ir y gastar energ ía e n fo rm a co n tinua . C o m o se explica e n los capí­
tulos 7 y 8, básicam ente toda la energía que im pu lsa la v id a e n la 
T ierra p rov iene d e la lu z so lar. S ó lo las célu las capaces d e realizar 
fotosíntesis pueden aprovechar esta energía. La energ ía guardada 
en las célu las fotosintéticas se sum in istra para las actividades meta- 
bólicas d e casi todas las form as d e v ida . Asi, todas las célu las obtie­
nen del en to rn o b ió tico y ab ió tico los m ateriales para s intetizar las 
m oléculas d e la v id a y la energ ía para im pulsar esta síntesis.
nbosom as
A F IG U R A 4-4 E s q u e m a g e n e ra l d e u n a c é lu la w g e ta l
P R E G U N T A Entre e l núcleo, rlbosoma. cloroplasto y mitocondrta, ¿qué apareció primero en la evolución 
de la vida?
www.FreeLibros.me6 2 «7 .V1B U v d a de U célula
H ay dos tipos básicos de células: procariontes 
y eucariontes
T odas las form as d e vida están com puestas p o r dos tipos diferentes 
d e células. l.as células p ro c a r io n te s ( “antes d e l núcleo*, léase la 
figura 4-19) fo rm an e l “cuerpo* de b a c te r ia s y a rq u e as , q ue son 
las form as m ás s im p les d e vida. Las cé lu las e u c a r io n te s ( “n ú d eo 
verdadero*; léanse las figuras 4-3 y 4-4) son m u cho m ás com plejas 
y se encuentran e n el cuerpo d e an im ales, p lantas, hongos y pro-
tisus. C o m o se desprende de sus nom bres, un a d iferencia sorpren­
dente en tre las células procariontes y eucariontes es q ue el m aterial 
genético d e las eucariontes está conten ido dentro de u n n ú d e o e n ­
vuelto e n una m em brana. En cam b io , e l d e las procariontes n o está 
dentro d e un a m em brana . Otras estructuras envueltas por mem- 
branas co m o los organelos, aum entan la com p le jidad estructural 
d e las célu las eucariontes. En la Tab la 4-1 se resum en los e lem en ­
tos d e las célu las procariontes y eucariontes q ue se exponen e n las 
secciones siguientes.
¿Te has preguntado...
cuántas células hay en el cuerpo humano?
lúes bien, los científicos se han hecho esa misma pregunta y 
no se ponen d e acuerdo, los cálculos van de 1 0 a 1 0 0 billones. 
Es Interesante saber que. en cambio, parecen concordar en que 
hay muchas más células bacterianas e n el cuerpo que células 
tam añas: unas 10 a 20 veces más. ¿Eso quiere decir que somos 
frlnctpalmeme procariontes? No tanto. Casi todas las bacterias 
son huéspedes alojadas en nuestro aparato digestivo.
4.3 ¿C U Á L E S SO N LA S P R IN C IP A L E S 
C A R A C T ER ÍST IC A S D E L A S C ÉLU LA S 
E U C A R IO N T ES ?
la s célu las eucariontes form an el cuerpo d e an im ales, plantas, pro- 
iis tas y hongos. C o m o es d e imaginar, estas célu las so n sum am en ­
te d iversas. E n e l cuerpo d e todo o rgan ism o m u ltice lu la r h a y una 
eno rm e variedad d e células eucariontes especializadas e n diversas 
fiin riones. E n cam b io , e l cuerpo un ice lu lar de protistas y algunos 
hongos debe tener la suficiente com p le jidad para realizar e n for­
m a independ ien te las actividades necesarias para sustentar la vida.
Eucariontes, Eucariontes,
Estructura Función Procariontes p lan u s an im ales
Superfic ie celu lar
Pared Protege y da soporte a la célula Presente Presente Ausente
Cilios Mueve a la célula en un med*> acuoso o mueve un liquido por la 
superficie celular
Ausente Ausente Presente
flagelos Mueve a la célula en un medio acuoso Presente' Presente' Presente
Membrana plasmática Ais la el contenido celular del entorno; regula la entrada y salida de 
materiales de la célula; comunica con otras células
Presente Presente Presente
O rganización del m ateria l genético
Material genético Codifica la Información necesaria para construir la célula y controlar 
su actividad
ADN ADN ADN
Cromosomas Contiene y controU el uso del ADN Simple, circular, Muchas, Muchas,
sin proteínas lineales, con 
proteínas
lineales, con 
proteínas
Núcleo Receptáculo de los cromosomas envuelto en una membrana Ausente Presente Presente
Envoltura nuclear Envuelve al núcleo; regula la entrada y salida de materiales del núcleo Ausente Presente Presente
Nucléolo Sintetiza los rlbosomas Ausente Presente Presente
Estructu ras c itopU sm éticas
Mltocondria Produce energía por metabolismo aerobio Ausente Presente Presente
Cloroplastos Realiza la fotosíntesis Ausente Presente Ausente
Rlbosomas Centros de síntesis de proteínas Presente Presente Presente
Retículo endoplasmitico Sintetiza componentes de la membrana, proteínas y «pidos Ausente Presente Presente
Aparato de Colgl Modifica y empaca proteínas y lípidos; sintetiza algunos carbohidratos Ausente Presente Presente
llsosomas Contiene enzimas digestivas Intracelularcs Ausente Presente Presente
Plástldos Almacena comida, pigmentos Ausente Presente Ausente
Vacuola central Contiene agua y desechos: proporciona presión de turgencia para 
sostener a la célula
Ausente Presente Ausente
Otras vesículas y vacuolas Transporta productos de secreción; contiene alimentos obtenidos por Ausente Presente Presente
fagocitosis
Citoesqueleto Da forma y sostén a la célula; sitúa y mueve las partes de la célula Ausente Presente Presente
Centriolos Produce los microtúbolos d e cilios y flagelos Ausente Ausente Presente
(en la mayoria)
U p i n n p i o c t / i o n t n II**»*» n t n r t l u r a i l a m i d a » flag iH n , q u r ( * •* < * * » d * i H c i o t ú b i i » y * * m u *» * * » d * im n n t a f * * * * t i * q u * t o t r U q * lo » d r l a » * u c * r l o n t » » 
* M g g r e » ( « o » d * ( t a n t a » n p * r m a l q r a » J n I U g H .d c »
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