Secuencia didáctica 1: La célula En biología define a la célula como la unidad más pequeña de vida la cual puede existir por sí sola. Forma parte de todos los organismos vivos, conformando tejidos del cuerpo, órganos, neuronas, etc. Se clasifican en dos grandes grupos, eucariotas y procariotas, su principal diferencia es por la existencia o no de un núcleo; a partir de esos dos grupos se desprenden otra variedad de células pero eso lo veremos mas adelante Usualmente en las células se identifican tres partes importantes, la membrana celular, el núcleo y el citoplasma. La membrana celular rodea toda la célula y controla las sustancias que entran y salen, el núcleo es el encargado de contener el nucléolo quien posee la mayor parte del ADN celular y también es donde se produce casi todo el ARN (ácido nucleico que participa en la síntesis de las proteínas y realiza la función de mensajero de la información genética), y por último el citoplasma es el líquido gelatinoso que llena el interior de una célula. Está compuesto por agua, sales y diversas moléculas orgánicas Secuencia didáctica 2: Teoría celular Los principios fundamentales de la teoría celular son: Toda forma de vida está compuesta por células, es decir, la célula es la unidad anatómica de los seres vivos (unidad de estructura) La célula realiza todas las funciones vitales de los seres vivos (unidad de función) Toda célula nueva se produce de otra célula pre-existente (unidad de origen). Pero para llegar a esto se tuvo una larga travesía. A continuación se menciona los aportes más importantes: Robert Hooke (1665): Observó la célula por primera vez en un material de corcho. No comprendió lo que observada pero tenía una semejanza al panal de las abejas así que lo describió como una celda. Anton Van Leeuwenhock (1674): Sus trabajos sirvieron para mejoras en los microscopios Rene Joachim Henri Dutrochev (1824): Nombró a las estructuras básicas de tejidos y vegetales glóbulos rojos. Robert Brown (1773-1824): Descubre el núcleo Matthias J. Schleiden y Theodor Schwann (1839): Formularon los dos primeros postulados de la teoría celular. Correspondiente al Botánico y Zoólogo. Schleiden propone que la célula es el componente principal de los vegetales por el contrario Schwann manifiesta que la célula es el componente más importante de los seres vivos. Secuencia didáctica 3: Teorías de la evolución celular Teoría creacionista: Se explica el origen de la vida a través de mitos y leyendas donde un ser superior crea la vida de la nada. Teoría de la generación espontánea o abiogenista: Primeras teorías con simples bases científicas. Sostiene que la vida surgió de la materia inanimada (basura o lodo). Aristóteles es el primero en reportar esta teoría en la que el mecanismo vital era un polvo divino, entelequia. Johann Van Helmont defendía esta teoría y en el año de 1667 diseñó un experimento que consistía en mezclar ropa sucia con trigo y con el paso del tiempo aparecía ratones “de la nada”. Biogenistas: Francesco Redi refuto la hipótesis de que los gusanos aparecen a partir de la carne mediante un experimento donde en un frasco se mantienen alejadas las moscas (cuyos huevecillos salen los gusanos) de la carne no contaminada y del otro frasco totalmente expuesto. En el siglo XIX, Luis Pasteur realizó un experimento que logró desmentir la teoría abiogenista pero no logro responder cómo surgió la vida. Síntesis abiótica o teoría quimiosintética: Propone que la célula se formó de la conjunción de varias biomoléculas predecesoras de las actuales de las cuales se elaboraron moléculas más complejas. En sus inicios la primera atmosfera de la tierra se componía por hidrogeno y helio porque las fuerzas gravitacionales de la tierra eran débiles, después en su segunda atmosfera estaba carente de oxígeno y se componía de hidrogeno, metano, ácido cianhídrico y vapor de agua, además la energía provenía de tormentas eléctricas rayos ultravioletas, rayos cósmicos y altas temperaturas. Posteriormente la tierra se fue enfriando generando la condensación de nubes, naciendo las primeras lluvias, que fueron arrastrando las sales minerales de rocas formando mares primitivos. Llamándose así caldo primigenio que contenía la temperatura y pH ideal para la formación de vida. Alexander Oparin (1924) elaboró esta teoría fundamentada en sus conocimientos de astronomía, geología, biología y bioquímica. Posteriormente Stanley y Harold C. Urey (1953) experimentaron mezclando agua, metano, amoniaco e hidrogeno en un sistema cerrado además imitaron la atmósfera primitiva. Con sus resultados comprobaron que la teoría de Oparin era cierta causando que los bioquímicos dieran su apoyo a la teoría de Oparin y a los trabajos de Stanley y Urey. Teoría de la Panspermia: Previo a la teoría de Oparin, en 1908, el químico Svante Arrhenius propuso que la vida provino del espacio exterior por medio de esporas resistentes a las radiaciones cósmicas y al calor. No resuelve el problema ya que crea la pregunta de cómo surgió la vida del planeta donde provenían las esporas además que el medio interestelar es poco favorable para la supervivencia. A pesar de toda esta teoría tiene una evidencia, las bacterias termófilas, que son capaces de resistir altísimas temperaturas. Hipótesis Hidrotermal: Plantea que la vida nació de chimeneas hidrotermales ya que existen microorganismos, gusanos y peces, que viven cerca y necesitan las condiciones que les proporcionan estas chimeneas hidrotermales Secuencia didáctica 4: Tipos de células, Procariota y eucariota - Célula procariota Son las más primitivas y su principal característica es que carecen de núcleo además poseen una molécula de ADN circular, cromosoma bacteriano, que se encuentra libre en el citoplasma. Todas las bacterias son células procariontes. Características comunes o Miden entre una y diez micras o Se reproducen por fisión binaria o Presentan una membrana plasmática que regula la entrada y salida de sustancias o En el citoplasma esta la presencia de ribosomas que son productoras de proteínas y enzimas, que realizan los procesos de metabolismo celular. o Contiene un capsula gruesa y gelatinosa formada por polisacáridos o proteínas, que les sirve de defensa. - Célula eucariota Posee un núcleo verdadero. Cuentan con su material genético, el ADN, envuelto dentro de una membrana (núcleo). Suelen medir entre 10 a 100 micras. Miocito: Forma el tejido muscular, es multinucleada, y es sumamente contráctil. Su membrana celular se denomina sarcolema y el citoplasma como sarcoplasma. Contiene organelos celulares, núcleos y un complejo proteico entramado en fibras, actina y miosina, su principal propiedad es la contractilidad mediante un estímulo físico, eléctrico o mecánico. Neuronas: Tejido nervioso en animales vertebrados, encargadas de transmitir el impulso nervioso. Formadas de pericarion, núcleo, un cuerpo celular, las dendritas, reciben los impulsos nerviosos, y el axón, el único que conduce el impulso nervioso de una célula a la otra. Su estructura y forma dependen de su función Espermatozoide: Célula sexual masculina, se divide en dos regiones: cabeza, acrosoma, contiene enzimas para penetrar el ovulo y también se encuentra el núcleo. La parte media contiene mitocondrias para proveer de ATP para el gasto energético del flagelo, la cola del espermatozoide. Glóbulos rojos: Transporta el oxígeno. Cuando maduran expulsan su núcleo, se forman en la medula ósea con un ciclo de vida de 130 días Secuencia didáctica 5: Estructura y función de las celular procariota y eucariota Membrana: Constituido por lípidos, proteínas y carbohidratos. Tiene dos funciones, de barrera y de transporte. La barrera se compone de fosfolípidos de carácter antipático, regiones hidrofóbicas en el interior de la bicapa e hidrofílicas hacia el exterior de la bicapa. De transporte por su permeabilidad, que lo llevan a cabo las proteínas integrales asociadas con lípidos y las proteínas periféricas. Además también tienen una función de adhesión a otras células y reconocimientos de moléculas por los carbohidratos unidos a proteínas o lípidos presentes en la superficie de la misma de modo que la membrana es la comunicación entre célula y su entorno. Citoplasma: Entre la membrana celular y su núcleo. De apariencia granulosa por los ribosomas y otros organelos. Se conforma por agua, proteínas, lípidos, carbohidratos, ARN, sales, minerales, etc. El citoplasma contiene los siguientes organelos: mitocondrias, vacuolas, plastidios, lisosomas y ribosomas. Núcleo: De gran tamaño comparado con los organelos. Contiene el material hereditario además de presentar una gran influencia continua con la célula asegurando que las moléculas complejas se sinteticen en la cantidad y el tipo necesario. Está formado por las siguientes estructuras. Membrana nuclear: Constituida por fosfolípidos y proteínas, de construcción porosa para favorecer el intercambio entre núcleo y citoplasma. La parte interior de la membrana contiene cromatina Nucléolo: Masa redonda, sin membrana y formado por ADN y ARN. Su función, sintetizar las subunidades de ribosomas. Cromatina: Constituida por ADN y proteínas, histonas. Al iniciar el proceso de división celular la cromatina se divide y empaqueta para formar cromosomas. Estructuras relacionados con procesos energéticos Mitocondrias: Llevan a cabo la respiración celular y productor de las moléculas ATP. Presentan dos membranas, una interna quien divide la mitocondria en dos compartimientos, el más externo con pliegues llamados crestas y el interno llamado matriz mitocondrial quien contiene el ADN y ribosomas. La otra capa es lisa y delimita a la mitocondria Estructuras de soporte Citoesqueleto: Mantiene la organización de la célula. Le permite moverse, posicionar sus organelos y digerir el transito intracelular. Presenta tres formas Microtúbulos: Tubos largos y huecos de proteínas globulares, tubilina, alfa y beta. Permite el movimiento de centriolos, cromosomas, de cilios y flagelos. Microfilamentos: Constituido principalmente por la proteína de actina y forma cadenas helicoidales Filamentos intermedios: Intermedio de tamaño entre microtúbulos y microfilamentos. Esta disperso en el citoplasma y lo presentan principalmente células expuestas a una gran tensión mecánica y células de la piel