CÉLULAS
1
,Índice
BLOQUE A2
1. Origen de las células-----------------------------------------------------------------3
2. Estructura celular---------------------------------------------------------------------8
3. Virus-------------------------------------------------------------------------------------23
BLOQUE B2
1. Membranas y transporte de membrana----------------------------------------30
2. Orgánulos y compartimentalización--------------------------------------------42
3. Especialización celular-------------------------------------------------------------48
BLOQUE C2
1. Señalización química---------------------------------------------------------------55
2. Señalización neuronal--------------------------------------------------------------64
BLOQUE D2
1. División celular y nuclear----------------------------------------------------------74
2. Expresión génica---------------------------------------------------------------------90
3. Potencial del agua-------------------------------------------------------------------95
2
,Origen de las células
CONDICIONES DE LA TIERRA PRIMITIVA Y FORMACIÓN PREBIÓTICA DE C
La tierra se formó hace unos 4’5 billones de años, al principio no había vida y hubo un desarrollo
prebiótico que hizo que los gases se acumularan, pero en concentraciones muy diferentes a las de
la atmósfera actual. Las condiciones de la atmósfera prebiótica eran:
• Había poca o ninguna cantidad de oxígeno (porque reaccionaba con otros elementos), y, por lo
tanto, no había ozono estratosférico.
• Altos índices de radiación ultravioleta debido a la falta de una capa de ozono.
• Concentraciones muy altas de CO2 y metano.
• Altas temperaturas debido a estos gases de efecto invernadero.
• Tormentas frecuentes por las altas temperaturas.
Esta variedad de condiciones hizo que se formasen una variedad de compuestos de carbono en
entornos especializados como fuentes termales o respiraderos hidrotermales.
Es posible que se hayan formado compuestos de carbono en gotas de agua en la atmósfera, creando
lo que se ha llamado una neblina de aerosol orgánico. Estos compuestos de carbono habrían sido
depositados por la lluvia en estanques, lagos o mares, creando una “sopa” de compuestos de
carbono → TEORÍA DE LA SOPA PRIMITIVA.
Una vez que los organismos vivos evolucionaron, provocaron enormes cambios en las condiciones
de la Tierra. Con el tiempo, los organismos aumentaron la concentración de oxígeno en la
atmósfera de cero a 20%. También redujeron el dióxido de carbono a concentraciones muy bajas.
A medida que aumentaron los niveles de oxígeno, se formó una capa de ozono que brinda
protección contra los rayos UV y el efecto invernadero se redujo.
Es irónico que una vez que los organismos vivos evolucionaron a partir de materia no viva, los
cambios que provocaron probablemente hicieron imposible que la vida volviera a evolucionar.
LAS CÉLULAS COMO UNIDADES MÁS PEQUEÑAS DE VIDA AUTOSOSTENIBLE
Una diferencia clave entre los seres vivos y los no vivos es que los seres vivos utilizan energía para
mantenerse en un estado altamente ordenado. Son autosostenibles. Actualmente, la única forma
de producir un ser vivo es reproduciendo uno existente. Transmitir a la descendencia la capacidad
de mantener un estado altamente ordenado es una segunda diferencia clave entre los seres vivos
y los no vivos.
Un organismo individual ciertamente está vivo. Los organismos vivos pueden estar compuestos de
una célula (unicelular) o de muchas células (multicelulares). Para decidir si cada célula de un
organismo multicelular está viva, o sólo el organismo completo, podemos observar varios tipos de
evidencia:
• Las células individuales utilizan energía para mantener un estado altamente ordenado.
Algunas células de un organismo multicelular pueden dejar de hacer esto. Estas células están
claramente muertas, por ejemplo, las células ciliadas o las células de las capas externas de la
piel.
• Las células pueden dividirse para producir más células. Se pueden tomar células del cuerpo
y cultivarlas. Por ejemplo, las células HeLa se mantienen en cultivo desde 1951.
3
, EL ORIGEN ESPONTÁNEO DE LAS CÉLULAS
Según la teoría de la generación espontánea, los organismos vivos pueden formarse a partir de
materia no viva.
Los experimentos de Louis Pasteur y otros biólogos demostraron que esta afirmación era falsa.
También se obtuvieron pruebas de los estudios observacionales de células de pollos y ranas
realizados por Robert Remak. Descubrió que cada célula se forma por división de una célula
preexistente. Este principio se convirtió en una parte esencial de la teoría celular.
Si aceptamos que los humanos evolucionaron a partir de especies ancestrales preexistentes,
podemos rastrear los orígenes de nuestras células a través de un gran número de generaciones a lo
largo de miles de millones de años de vida.
Sin embargo, la vida no siempre ha existido en la Tierra, entonces, ¿cómo podría una estructura tan
compleja como una célula surgir de material no vivo por medios naturales?
Se argumenta que las células son demasiado complejas para haber surgido por evolución. Sin
embargo, si hubo una serie de etapas intermedias durante un largo período de tiempo, la evolución
de las primeras células se vuelve más factible. Estos son desarrollos necesarios para el origen de
las células:
- Catálisis: para que determinadas reacciones químicas ocurran
- Autoensamblaje: construcción espontánea de macromoléculas a partir de unidades más
pequeñas
- Autorreplicación: para que haya herencia y evolución de características útiles
- Compartimentación: para separar el contenido ordenado del interior de la célula del ambiente
desordenado de fuera (desarrollando una membrana)
PRUEBAS DEL ORIGEN DE LOS COMPUESTOS DE CARBONO
En 1929, el biólogo JBS Haldane escribió un artículo sobre el origen de la vida. En él, describió el
océano prebiótico como una “sopa caliente diluida” en la que podrían haberse formado una
variedad de compuestos de carbono. Basó esta hipótesis en la suposición de que la atmósfera
contenía vapor de agua, dióxido de carbono y amoníaco. Haldane afirmó que: “cuando la luz
ultravioleta actúa sobre una mezcla de agua, dióxido de carbono y amoníaco, se produce una
gran variedad de sustancias orgánicas, incluidos azúcares y aparentemente algunos de los
materiales a partir de los cuales se forman las
proteínas”.
Esta hipótesis sobre el origen de los compuestos de
carbono fue probada experimentalmente a principios de
la década de 1950 por Stanley Miller y Harold Urey. En
un matraz de cinco litros, mezclaron metano, hidrógeno
y amoníaco, la mezcla de gases que pensaban que era
representativa de la atmósfera prebiótica. Agregaron
vapor de agua a la mezcla hirviendo agua en otro matraz
y luego usaron descargas eléctricas para simular rayos.
Un condensador enfriaba las sustancias producidas y
luego el condensado se devolvía al matraz de agua
hirviendo.
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,Índice
BLOQUE A2
1. Origen de las células-----------------------------------------------------------------3
2. Estructura celular---------------------------------------------------------------------8
3. Virus-------------------------------------------------------------------------------------23
BLOQUE B2
1. Membranas y transporte de membrana----------------------------------------30
2. Orgánulos y compartimentalización--------------------------------------------42
3. Especialización celular-------------------------------------------------------------48
BLOQUE C2
1. Señalización química---------------------------------------------------------------55
2. Señalización neuronal--------------------------------------------------------------64
BLOQUE D2
1. División celular y nuclear----------------------------------------------------------74
2. Expresión génica---------------------------------------------------------------------90
3. Potencial del agua-------------------------------------------------------------------95
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,Origen de las células
CONDICIONES DE LA TIERRA PRIMITIVA Y FORMACIÓN PREBIÓTICA DE C
La tierra se formó hace unos 4’5 billones de años, al principio no había vida y hubo un desarrollo
prebiótico que hizo que los gases se acumularan, pero en concentraciones muy diferentes a las de
la atmósfera actual. Las condiciones de la atmósfera prebiótica eran:
• Había poca o ninguna cantidad de oxígeno (porque reaccionaba con otros elementos), y, por lo
tanto, no había ozono estratosférico.
• Altos índices de radiación ultravioleta debido a la falta de una capa de ozono.
• Concentraciones muy altas de CO2 y metano.
• Altas temperaturas debido a estos gases de efecto invernadero.
• Tormentas frecuentes por las altas temperaturas.
Esta variedad de condiciones hizo que se formasen una variedad de compuestos de carbono en
entornos especializados como fuentes termales o respiraderos hidrotermales.
Es posible que se hayan formado compuestos de carbono en gotas de agua en la atmósfera, creando
lo que se ha llamado una neblina de aerosol orgánico. Estos compuestos de carbono habrían sido
depositados por la lluvia en estanques, lagos o mares, creando una “sopa” de compuestos de
carbono → TEORÍA DE LA SOPA PRIMITIVA.
Una vez que los organismos vivos evolucionaron, provocaron enormes cambios en las condiciones
de la Tierra. Con el tiempo, los organismos aumentaron la concentración de oxígeno en la
atmósfera de cero a 20%. También redujeron el dióxido de carbono a concentraciones muy bajas.
A medida que aumentaron los niveles de oxígeno, se formó una capa de ozono que brinda
protección contra los rayos UV y el efecto invernadero se redujo.
Es irónico que una vez que los organismos vivos evolucionaron a partir de materia no viva, los
cambios que provocaron probablemente hicieron imposible que la vida volviera a evolucionar.
LAS CÉLULAS COMO UNIDADES MÁS PEQUEÑAS DE VIDA AUTOSOSTENIBLE
Una diferencia clave entre los seres vivos y los no vivos es que los seres vivos utilizan energía para
mantenerse en un estado altamente ordenado. Son autosostenibles. Actualmente, la única forma
de producir un ser vivo es reproduciendo uno existente. Transmitir a la descendencia la capacidad
de mantener un estado altamente ordenado es una segunda diferencia clave entre los seres vivos
y los no vivos.
Un organismo individual ciertamente está vivo. Los organismos vivos pueden estar compuestos de
una célula (unicelular) o de muchas células (multicelulares). Para decidir si cada célula de un
organismo multicelular está viva, o sólo el organismo completo, podemos observar varios tipos de
evidencia:
• Las células individuales utilizan energía para mantener un estado altamente ordenado.
Algunas células de un organismo multicelular pueden dejar de hacer esto. Estas células están
claramente muertas, por ejemplo, las células ciliadas o las células de las capas externas de la
piel.
• Las células pueden dividirse para producir más células. Se pueden tomar células del cuerpo
y cultivarlas. Por ejemplo, las células HeLa se mantienen en cultivo desde 1951.
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, EL ORIGEN ESPONTÁNEO DE LAS CÉLULAS
Según la teoría de la generación espontánea, los organismos vivos pueden formarse a partir de
materia no viva.
Los experimentos de Louis Pasteur y otros biólogos demostraron que esta afirmación era falsa.
También se obtuvieron pruebas de los estudios observacionales de células de pollos y ranas
realizados por Robert Remak. Descubrió que cada célula se forma por división de una célula
preexistente. Este principio se convirtió en una parte esencial de la teoría celular.
Si aceptamos que los humanos evolucionaron a partir de especies ancestrales preexistentes,
podemos rastrear los orígenes de nuestras células a través de un gran número de generaciones a lo
largo de miles de millones de años de vida.
Sin embargo, la vida no siempre ha existido en la Tierra, entonces, ¿cómo podría una estructura tan
compleja como una célula surgir de material no vivo por medios naturales?
Se argumenta que las células son demasiado complejas para haber surgido por evolución. Sin
embargo, si hubo una serie de etapas intermedias durante un largo período de tiempo, la evolución
de las primeras células se vuelve más factible. Estos son desarrollos necesarios para el origen de
las células:
- Catálisis: para que determinadas reacciones químicas ocurran
- Autoensamblaje: construcción espontánea de macromoléculas a partir de unidades más
pequeñas
- Autorreplicación: para que haya herencia y evolución de características útiles
- Compartimentación: para separar el contenido ordenado del interior de la célula del ambiente
desordenado de fuera (desarrollando una membrana)
PRUEBAS DEL ORIGEN DE LOS COMPUESTOS DE CARBONO
En 1929, el biólogo JBS Haldane escribió un artículo sobre el origen de la vida. En él, describió el
océano prebiótico como una “sopa caliente diluida” en la que podrían haberse formado una
variedad de compuestos de carbono. Basó esta hipótesis en la suposición de que la atmósfera
contenía vapor de agua, dióxido de carbono y amoníaco. Haldane afirmó que: “cuando la luz
ultravioleta actúa sobre una mezcla de agua, dióxido de carbono y amoníaco, se produce una
gran variedad de sustancias orgánicas, incluidos azúcares y aparentemente algunos de los
materiales a partir de los cuales se forman las
proteínas”.
Esta hipótesis sobre el origen de los compuestos de
carbono fue probada experimentalmente a principios de
la década de 1950 por Stanley Miller y Harold Urey. En
un matraz de cinco litros, mezclaron metano, hidrógeno
y amoníaco, la mezcla de gases que pensaban que era
representativa de la atmósfera prebiótica. Agregaron
vapor de agua a la mezcla hirviendo agua en otro matraz
y luego usaron descargas eléctricas para simular rayos.
Un condensador enfriaba las sustancias producidas y
luego el condensado se devolvía al matraz de agua
hirviendo.
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