Unidad I - Universidad Nacional de Río Negro

Cátedra Bases de la Biología
Odontología
Universidad Nacional de Río Negro.
UNIDAD 1. EL PLAN DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA. Niveles de organización en
Biología. Teoría Celular. Técnicas empleadas en el estudio de la organización celular. Análisis
morfológico: unidades de longitud y equivalencias. Microscopía de luz: conceptos de límite
de resolución y aumento. Distintos tipos de .microscopio y sus aplicaciones. Microscopio
electrónico. Análisis de la composición química: técnicas histoquímicas y fraccionamiento
celular. Células procariontes y eucariontes: similitudes y diferencias.
Virus: sus
componentes. Organización general de las células eucariontes: forma y tamaño. Diversidad
morfológica y distintos elementos constitutivos: compartimientos intracelulares, citoplasma
y núcleo. Membrana plasmática, organoides e inclusiones. Sistema de Endomembranas.
OBJETIVOS.
Al finalizar el trabajo práctico, el alumno será capaz de:
Referir brevemente la historia de la teoría celular y explicar sus principios.
Conocer las características de los niveles de organización de la materia y sus
propiedades emergentes.
Conocer escalas y límites de resolución en microscopía.
Calcular el aumento que proporciona el microscopio óptico.
Explicar los fundamentos y procedimientos de la técnica histológica.
Conocer los fundamentos y aplicaciones de las principales técnicas y microscopios
usados en el estudio de células y sus componentes.
Diferenciar y describir las células procariotas y eucariotas.
Definir virus y explicar su organización y su lugar en los niveles de organización de la
materia.
Explicar las teorías del origen de la complejidad eucariota.
1. A partir de la lectura del siguiente texto, consulte la bibliografía y responda las
preguntas a continuación.
Las aproximaciones a la idea de que la célula es el componente básico de los
organismos vivos emergieron antes de 1838-39, que fue cuando la teoría celular fue
oficialmente formulada. Las células no eran vistas como estructuras indiferenciadas.
Algunos componentes celulares, tales como el núcleo, habían sido visualizados, y la
ocurrencia de esas estructuras en células de diferentes tejidos y organismos apuntaba
a la posibilidad de que células de organización similar podrían subyacer a toda la
materia viva (…)
En 1838, el botánico Matthias Jakob Schleiden (1804-1881) sugirió que toda la
organización estructural de las plantas está compuesta por células o sus productos. El
siguiente año, una conclusión similar fue elaborada por el zoólogo Theodor Schwann
(1810-1882). Él postuló que “las partes elementales de todos los tejidos están
formadas por células” y que “existe un principio universal de desarrollo de las partes
elementales de los organismos…y este principio está en la formación de células”. Se
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considera que las conclusiones de Schleiden y Schwann representan la formulación
oficial de la teoría celular (…). En los 1850s, Robert Remak (1815-1865), Rudolf Virchow
(1821-1902) y Albert Kölliker (1817-1905) mostraron que las células se forman por
escisión de células preexistentes. El aforismo de Virchow omnis cellula e cellula (toda
célula proviene de una célula preexistente) se volvió así la base de la teoría de
formación de tejidos, aún cuando los mecanismos de división nuclear no eran
entendidos en ese momento. La teoría celular estimuló el enfoque reduccionista a los
problemas biológicos y se volvió el paradigma estructural más general en la biología:
enfatizó el concepto de la unidad de la vida y trajo consigo el concepto de los
organismos como “repúblicas de unidades vivas elementales”. (Mazzarello, P., 1999 “A
unifying concept: the history of cell theory” Nat Cell Bio, vol. 1, 13-15)
a. Repase la historia previa de la microscopía que le permitieron a Scheilden y
Schwann formular sus postulados.
b. Enumere los postulados de la teoría celular moderna.
c. La doctrina aristotélica de la generación espontánea implicaba una continuidad
entre materia viva e inanimada. Explique y ejemplifique esta doctrina.
d. La teoría celular permitió establecer un límite entre materia viva y materia inerte.
Indique ese límite y explique cómo esta teoría refuta la idea de generación
espontánea.
e. Explique el concepto de unidad de la vida que se deriva de esta teoría.
2. La materia muestra niveles crecientes de organización y complejidad, cada uno de los
cuales tiene propiedades emergentes particulares. Según Francois Jacob (1986), cada
una de estas unidades constituidas por la integración de subunidades puede
designarse con el término general de integron. Un integron se forma por la unión de
integrones de nivel inferior y a su vez participa en la construcción de un integron de
nivel superior. Cada nivel presenta nuevas propiedades que no están presentes en el
nivel inmediatamente inferior.
a. Indique los niveles de organización de la materia y explique las propiedades
emergentes principales de cada uno.
3.
Analice la figura 1, y explique las unidades de medida.
a. Indique el límite de resolución del ojo humano, del microscopio óptico y del
microscopio electrónico.
b. Consulte la bibliografía y explique los principios básicos de funcionamiento del
microscopio óptico y del microscopio electrónico.
c. Explique las características y aplicaciones de los diferentes tipos de microscopios
ópticos (microscopio de campo oscuro, de contraste de fase, de interferencia, de
luz polarizada, de fluorescencia)
d. Explique las aplicaciones del microscopio electrónico de barrido.
Figura 1. Escalas relativas a los niveles de organización.
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4. Describa los métodos de preparación de tejidos para su estudio.
5. Describa las técnicas histoquímicas y de fraccionamiento celular.
6. Hay dos tipos básicos de células: procariotas y eucariotas. (Ver actividad práctica)
a. Indique la escala de tamaño de las células procariotas (figura 1)
7.
“Los eucariotas solucionan el problema de la membrana plasmática procariota
(demasiadas tareas para llevar a cabo en un área tan pequeña) delegando la mayoría
de esas tareas a estructuras internas” (Agutter, P.; Wheathley, D. “About life. Concepts in modern
biology”, 2007. Springer)
a. Explique qué funciones (que las células eucariotas delegan) lleva a cabo la
membrana plasmática de las células procariotas.
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8. “Tales estructuras internas pueden tener grandes áreas, proporcionando más espacio
para más maquinaria metabólica” (Agutter, P.; Wheathley, D. “About life. Concepts in modern biology”,
2007. Springer).
a. Explique cómo están compuestas esas estructuras, y cómo están compuestas esas
“grandes áreas”.
b. Elabore un cuadro que resuma las características y funciones de las organelas
subcelulares de una célula eucariota.
9. Defina qué son los virus y describa su organización. Indique en qué nivel de
organización los sitúa (materia viva o inerte) y justifique su respuesta. Considere
algunos ejemplos particulares y explique sus ciclos e importancia.
10. Lea los artículos de Lazcano Araujo y Loiseaux-de Goër y elabore a partir de ellos un
listado de conceptos básicos.
Bibliografía obligatoria de la Unidad 1:
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Campbell NA, Reece JB. Biología. 7ª ed. Buenos Aires Editorial Médica Panamericana;
2007.
Curtis H, Sue-Barnes N, Schnek A, Massarini A. Biología. 7ª ed. Buenos Aires Editorial
Médica Panamericana; 2008.
Curtis H, Sue-Barnes N, Schnek A, Flores G. Invitación a La Biología. 6ª ed. Buenos Aires
Editorial Médica Panamericana; 2006
De Robertis H. Fundamentos de Biología Celular y Molecular. 4ª ed. Buenos Aires
Editorial El Ateneo; 2007
Purves W, Sadava D, Orians G, Heller C. Vida, La Ciencia de la biología. 6ª ed. Buenos
Aires Editorial Médica Panamericana; 2003
Solomon EP, Berg LR, Martin DW, Villee C. Biología de Ville. 5ª ed. México Editorial
McGraw-Hill Interamericana; 2001
Bibliografía complementaria
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Agutter, P.; Wheathley, D. “About life. Concepts in modern biology”, 2007. Springer.
Campos Muñoz, A.; “Objetivos conceptuales y metodológicos de la investigación
histológica” Educación Médica. Volumen 7, Suplemento 2, Abril-Junio 2004.
Lazcano Araujo, A. “El último ancestro común” Capítulo 26.
Loiseaux-de Goër, S.; Selosse, M. (1997) “La saga de la endosimbiosis” Revista Mundo
Científico, N° 179, mayo 1997.
Mazzarello, P. (1999) “A unifying concept: the history of cell theory” Nat Cell Bio, vol. 1, 1315.
Torres-Ferrnández, O. (2006) “La técnica de impregnación argéntica de Golgi.
Conmemoración del centenario del premio nobel de Medicina (1906) compartido por
Camillo Golgi y Santiago Ramón y Cajal” Biomédica 2006;26:498-508.
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