organización celular de los seres vivos: procariota y eucariota

ORGANIZACIÓN CELULAR DE LOS SERES VIVOS: PROCARIOTA Y EUCARIOTA
1.- LA TEORÍA CELULAR:
La idea de que los seres vivos están constituidos por células y que cada una de ellas
proviene de otra, que ya existía con anterioridad, es relativamente reciente.
En 1665, el inglés Robert Hooke, observó con un microscopio rudimentario una fina
lámina de corcho, y denominó a las pequeñas cavidades poliédricas que vio, células que
significa celdillas. Se le considera el descubridor de la célula. Es en la segunda mitad del
siglo XIX, cuando se enuncia por vez primera la teoría celular. Su formulación se debió
fundamentalmente a que para la visualización de las células era imprescindible la
utilización de instrumentos ópticos que aumentaran muchas veces el tamaño de la célula
(invisible a simple vista, microscópica). En un primer momento fueron lentes simples
superpuestas, más tarde surgió el microscopio óptico y por último el microscopio
electrónico. Hasta que no se dispone de buenos microscopios ópticos, a principios del siglo
XIX, no de descubre que todos los seres vivos tanto animales como vegetales están
formados por células. El desarrollo de la teoría celular se atribuye al botánico Schleiden
(1838) y al zoólogo Schawnn (1839). En 1858, Virchow completa la teoría celular con su
célebre principio “omnis cellula e cellula”, es decir toda célula proviene de otra célula.
Con la ayuda de la técnica y de los científicos del siglo XVII, XVIII, XIX y XX se llegó
a establecer la teoría celular con sus principios:
1.
La célula es la unidad estructural de los seres vivos. Todos los seres vivos
están formados por una o más de una célula.
2.
La célula es la unidad funcional de los seres vivos. Es la mínima unidad de
materia que puede llevar a cabo las funciones básicas de un ser vivo.
3.
Toda célula proviene de otra preexistente.(contiene ADN material genético, y
ARN que forma ribosomas para la traducción de ese material genético, que se transmite
de célula a célula).
Todas las células están formadas por los siguientes elementos:
Membrana plasmática: formada principalmente por una bicapa lipídica en la cual
hay, englobadas o adheridas a su superficie, ciertas proteínas. Los lípidos hacen que la membrana se
comporte como una barrera aislante entre el medio acuoso intracelular y el medio acuoso
extracelular. Las proteínas son las que permiten el paso (hacia el interior o exterior) de las sustancias
hidrosolubles (las liposolubles pueden atravesar los lípidos de la membrana).
Citoplasma: Es la parte de la célula comprendida entre la membrana plasmática y el
núcleo (si posee núcleo). Está constituido por una solución líquida denominada hialoplasma o
citosol, unos orgánulos que pueden o no estar delimitados por membranas, el citoesqueleto e
inclusiones citoplasmáticas. En procariotas el citoplasma es más sencillo al carecer de orgánulos
(excepto ribosomas), citoesqueleto y núcleo.
Material genético: Formado por una o varias moléculas de ADN y ARN (ribosomas
que traducen la información genética).
2.- LA CÉLULA COMO UNIDAD ESTRUCTURAL:
Desde el punto de vista estructural, las células pueden agruparse en:

Procariota: Carecen de núcleo (el ADN no está separado del resto de la célula por
una membrana, sino que está disperso en él) y orgánulos excepto ribosomas, al carecer de
núcleo su material genético está libre en el citoplasma. Las bacterias son células procariotas.

Eucariota: Poseen el material genético dentro de un núcleo que está separado del
citoplasma por una doble membrana y tienen orgánulos, muchos de estos orgánulos son
membranosos, es decir, están rodeados por una o dos membranas. Las células de animales,
vegetales, hongos y protoctistas (protozoos y algas) son eucariotas.
Completa la tabla con las diferencias entre células procariotas y eucariotas.
CELULA procariota
CÉLULA eucariota
2. a.- Las células procariotas:
Las bacterias son organismos procariotas. La ausencia de verdadero núcleo es la gran diferencia con
las células eucariotas, aunque existen otras. Son organismos microscópicos que pueden presentar
formas y aspectos diferentes, pero todas poseen una estructura básica. En todas ellas:


El ADN se encuentra libre y disperso por el citoplasma.
No tienen orgánulos celulares como las mitocondrias, cloroplastos, aparato de Golgi,
retículo, etc.

Carecen de citoesqueleto y no tienen movilidad intracelular.

Son más pequeñas que las células eucariotas. Son similares al tamaño de las mitocondrias y
cloroplastos de las eucariotas.
Sin embargo, aún siendo tan simples, tienen su cromosoma bacteriano gracias al cual se
reproducen y copian su información a ARN que, llegando a sus ribosomas, fabrica las proteínas
necesarias para el funcionamiento bacteriano.
Carecen de núcleo (su material genético está libre en el citoplasma) y orgánulos excepto ribosomas,
su tamaño (1-10 m) es mucho menor que el de las células eucariotas, son las células más sencillas.
Las bacterias son células procariotas.
ESTRUCTURA DE LA CÉLULA PROCARIOTA: tienen una membrana plasmática en la que
pueden aparecer repliegues hacia el citoplasma llamados mesosomas, se supone que son para
compensar la ausencia de orgánulos membranosos llevando adheridos enzimas que intervienen en
diferentes procesos como la respiración celular y la división celular. La membrana esta recubierta
por una pared bacteriana que protege y mantiene la forma de la célula, de composición variable,
dependiendo del grupo (según su pared se distinguen las bacterias Gram + y las Gram -). A veces, por encima
de la pared puede existir una cápsula o vaina gelatinosa.
El citoplasma posee dos regiones bien diferenciadas: una en donde se halla el material genético,
denominado nucleoide o cromosoma bacteriano circular, y el citoplasma restante, de aspecto
homogéneo, donde destacan un gran número de ribosomas. En el citoplasma pueden haber también
inclusiones (sin membrana por supuesto) de naturaleza variada como sustancias de reserva, pigmentos...
El material genético es una molécula de ADN bicatenario y circular. La célula procariota puede
presentar también pequeños fragmentos circulares de ADN accesorio llamados plásmidos (utilizados
en ingeniería genética).
También pueden tener las siguientes prolongaciones alargadas: flagelos para la locomoción,
fimbrias cortas y numerosas, para la adherencia a sustratos y pili para el intercambio de ADN con
otras bacterias.
Las bacterias fueron los primeros organismos que aparecieron en la Tierra hace
3700 M de A. algunas bacterias parasitan a animales y plantas causándoles
enfermedades, se reproducen a gran velocidad (30min). Los antibióticos son
sustancias químicas que impiden la vida de las bacterias, muchos impiden el
desarrollo de su pared celular. Otras son fijadoras de nitrógeno pueden tomar
nitrógeno del la atmosfera y transferirlo a los seres vivos, las bacterias
descomponedoras del suelo que reciclan la materia orgánica del suelo o humus,
algunas son endosimbioticas de nuestro tubo digestivo sintetizan vitaminas como
la vitamina K, se utilizan en la industria agroalimentaria.
2.b.- Células eucariotas:
La célula animal típica contiene una serie de estructuras u orgánulos que la definen y
diferencian y que hacen de ella una estructura eucariota y heterótrofa. Contiene estructuras
membranosas y no membranosas, todas ellas flotando y dispersas por el citoplasma celular.
Poseen el material genético dentro de un núcleo que está separado del citoplasma por una doble
membrana y tienen orgánulos, por lo que son de mayor tamaño (normalmente 10-20 m, aunque esto
puede ser muy variable) que las células procariotas. Muchos de estos orgánulos son membranosos, es
decir, están rodeados por una o dos membranas. La presencia de orgánulos membranosos da lugar a
múltiples compartimentos celulares que permiten desarrollar diferentes funciones, hacer más eficaz
su función e incluso, la separación de procesos metabólicos que son incompatibles entre sí. Las
células de animales, vegetales, hongos y protoctistas (protozoos y algas) son eucariotas.
Hay diferencias en la estructura de células vegetales y animales, pero todas tienen en común: una
membrana plasmática y ribosomas (orgánulo más pequeño y sin membrana), al igual que las bacterias,
pero, sin embargo, se diferencian de ellas por la presencia de núcleo, orgánulos citoplasmáticos y
citoesqueleto.
Los orgánulos con membrana comunes en células vegetales y animales son el RER, REL, aparato
de Golgi, mitocondrias, vacuolas, lisosomas y peroxisomas. También aparecen estructuras no
membranosas además de los ribosomas: el citoesqueleto e inclusiones.
En
vegetales
aparece una
pared
celular,
plastos (los
más
importantes
son
los
cloroplastos
donde tiene
lugar
la
fotosíntesis)
y vacuolas de gran tamaño que en muchos casos ocupa la mayor parte del citoplasma, estas tres
características lo diferencian de las células animales que no tienen un sistema vacuolar tan
desarrollado y carecen de plastos y pared, pero además poseen centriolos, los cuales no existen en
células vegetales.
Completa la tabla con las 4 diferencias entre células animales y vegetales.
CELULA VEGETAL
CÉLULA ANIMAL
3.- EL ORIGEN DE LAS CÉLULAS:
Aunque no es la única hipótesis, la opinión más admitida es que los primeros
organismos eran heterótrofos, que se alimentaban de la sopa primordial. Al no existir
oxígeno en la atmósfera, además eran anaeróbicos y fermentadores. Con el tiempo los
nutrientes se agotaron por la gran cantidad de microorganismos que se alimentaban de
ellos y así se facilitó la aparición de organismos capaces de fabricar su propia materia
(autótrofos) con fuentes de energía como la luz que convivieron con los seres
heterótrofos primitivos. De este modo nacieron los seres fotosintéticos, como las
actuales cianobacterias.
La capacidad de estos últimos de emitir oxígeno provocó grandes cambios en la
atmósfera. Cuando la cantidad de oxígeno fue abundante se formó el ozono, que sirvió
como filtro de radiaciones ultravioletas procedentes del sol. En ese momento la tierra,
protegida de los rayos nocivos del sol permitió la expansión de la vida en la superficie
del agua y la tierra, en contacto con esta nueva atmósfera. Es así como surge un nuevo
metabolismo aeróbico.
Durante los 2.000 primeros millones de años de la historia de la vida sobre la Tierra, los
procariotas fueron los habitantes de la misma. Más tarde aparecieron los eucariotas.
Existen muchas teorías acerca de la evolución celular y de cómo se produjeron los
hechos que diversificaron la vida en la tierra. La teoría que desde hace décadas es
aceptada por casi la totalidad de la comunidad científica es la teoría endosimbionte de
Lynn Margulis. En ella se explica la evolución hacia la célula eucarionte vegetal y
animal por la endosimbiosis de células nucleadas con incorporación de cloroplastos y
mitocondrias, que en realidad eran en origen células independientes procariotas
autótrofas (cianobacterias) y heterótrofas (bacterias aeróbica incoloras) respectivamente.
2- LA TEORÍA ENDOSIMBIONTICA DE LYNN MARGULIS 1985.
La organización compleja de las células eucarióticas, sugiere que estas aparecieron
tras las células procarióticas, más sencillas. No obstante, la teoría hoy en día, prácticamente
aceptada por toda la comunidad científica, que explica la aparición de una segunda categoría de
seres vivos eucarióticos, a partir de una primera, procarióticos se denomina la Teoría
endosimbióntica de Lynn Margulis.
Los fundamentos de esta teoría son:
Mitocondrias y plastos tienen tamaños parecidos a los bacterianos.
Estos orgánulos tienen ADN y ARN mensajero y transferente se multiplican de forma
independiente en relación con el núcleo y son capaces de sintetizar sus proteínas gracias a sus
propios genes.
El tamaño de los ribosomas de las bacterias es idéntico al de los plastos y al de las
mitocondrias.
Esto sugiere que estos orgánulos vivían antaño de forma libre e independiente.
Bacterias más pequeñas habrían establecido una simbiosis con bacterias de mayor
tamaño para formar los primeros seres vivos unicelulares eucarióticos que habrían adquirido
particularidades metabólicas nuevas transmisibles de generación en generación. Los antepasados
bacterianos que formaron las mitocondrias serían bacterias aerobias albergadas por una bacteria,
concretamente arqueobacteria con rasgos comunes a las procariontes y la los eucariontes
(formando un célula “protoeucariótica”). Las arqueobacterias carecen de pared rígida, tienen proteínas
-
parecidas a las histonas y sus ribosomas son parecidos a los de las células eucarióticas.
Las cianobacterias fotosintéticas autótrofas serían los antepasados de los
cloroplastos que se habrían unido mediante simbiosis con una célula huésped que ya poseía
mitocondrias. De ahí viene el nombre de “endosimbiosis en serie”, de la teoría. Finalmente la
presencia de cilios y flagelos con estructuras complejas muy distintos a los flagelos bacterianos
nacería de la simbiosis de la célula “protoeucarótica” con bacterias móviles minúsculas y forma
en espiral (espirochetas).
4.- LA CÉLULA COMO UNIDAD FUNCIONAL:
Es la unidad de vida más pequeña que lleva a cabo las funciones vitales: la nutrición, la
reproducción, la relación.