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CAPITULO III: NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES
VIVOS
CITOLOGÍA
Objetivos:
1. Reconocer los diferentes niveles de organización de los seres vivos.
2. Identificar y describir la forma y estructura de los organoides celulares.
3. Diferenciar células animales y vegetales.
1. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS
Para un mejor estudio de los seres vivos, los biólogos han establecido niveles en
base al orden natural de evolución y desarrollo de dichos seres.
Por consiguiente, el mundo viviente está constituido por varios niveles de
organización, que representan distintos grados de complejidad estructural. Estos son:
nivel químico, nivel celular, nivel tisular, nivel orgánico, nivel sistemático y nivel
individuo.
i. Nivel Químico. En este nivel no hay manifestaciones de vida. Está dado por los
bioelementos: carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N), los que al
combinarse entre sí originan las sustancias de entorno, como: el gas carbónico
(CO2), agua (H2O) y el amoniaco (NH3). Luego se forman las biomoléculas
(monosacáridos, ácidos grasos, glicerina, aminoácidos y nucleótidos) que
originan los glúcidos, grasas o lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, que
conforman las macromoléculas (moléculas grandes) que por sí solas no se
comportan como seres vivos. Sólo cuando las macromoléculas se organizan y
presentan una estructura precisa y determinada, se manifiestan los fenómenos
propios de la vida.
ii. Nivel Celular. La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos. En
este nivel, los organismos presentan una estructura más compleja; tienen
membrana celular, citoplasma con organelas y núcleo. Ejemplo: las amebas, los
paramecios, las algas, los organismos unicelulares, las neuronas, etc.
iii. Nivel Tisular. En este nivel, las células que poseen la misma estructura y se
especializan en la misma función, se agrupan para formar tejidos. Ejemplo: las
esponjas, los celentéreos, el tejido nervioso, etc.
iv. Nivel orgánico. Los diferentes tipos de tejidos se unen y forman un orden
superior de organización: los órganos. Éstos, son estructuras de forma y
funciones definidas, compuestos por dos o más tipos diferentes de tejidos.
Ejemplo: el cerebro.
v. Nivel Sistemático. Constituido por un conjunto de órganos que desempeñan una
función común, al que se denomina sistema. Ejemplo: el sistema nervioso.
vi. Nivel Individuo. Las acciones e interacciones coordinadas de células, tejidos,
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órganos y sistemas, integran un individuo, como una unidad viviente, permitiendo
el funcionamiento de su organismo.
En consecuencia, la organización funcional de los seres vivos multicelulares se da
en el siguiente orden:
células
tejido
órganos
sistema
INDIVIDUO
2. CITOLOGÍA
2.1 DEFINICIÓN.
La Citología es la ciencia, parte de la Biología, que se ocupa del estudio de la
organización, estructura y funciones de la célula, a la fecha gracias a los grandes
avances de la ciencia se han adherido otras ciencias como la bioquímica y la
biofísica para dar paso a la naciente Biología Celular y Molecular.
2.2 HISTORIA.
En el proceso histórico de la ciencia, los tiempos no eran muy distintos a los
actuales, fueron épocas de intensos conflictos y rápidos progresos técnicos que
revolucionaban las ideas que el hombre tenía sobre su ambiente.
En 1665 Roberto Hooke, descubrió la célula al observar láminas de corcho, en las
que encontró pequeñas celdillas a las que posteriormente llamó células. En 1809
Juan Bautista de Lamarck, establece que cada cuerpo viviente está formado
esencialmente por una masa de tejido celular, en el cual se mueven con mayor o
menor velocidad fluidos más o menos complejos. Las afirmaciones de Lamarck,
sólo recibieron apoyo cuando Henri Dutrochet (1776-1847), escribió el siguiente
concepto "La célula es realmente la parte fundamental de los organismos vivos",
esta idea fue aceptada por los botánicos, mas no así por los zoólogos que tuvieron
limitaciones para observar las células en los animales.
Los alemanes Matías Schieiden (botánico) y Teodoro Schwann (zoólogo)
derribaron la barrera que separaban los reinos animal y vegetal, quedando
unificada estas ciencias en una sola, la Biología, término utilizado por primera vez
por Lamarck en 1802. En 1831, Roberto Brown, botánico inglés, señaló que las
células contenían corpúsculos diminutos a los que denominó núcleos.
3. TEORÍA CELULAR.
La palabra célula que una vez significó espacio vacío, posteriormente se consideró
como "unidad de materia viva". Así, los animáculos de Leeuwenhoek, se
interpretaron como la mínima expresión de la organización celular. Los estudios de
carácter químico, la evolución de la microscopía y el uso de los colorantes
permitieron hacer más visibles los corpúsculos celulares, relacionando los procesos
vitales en uno y otro tipo de células,
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3.1 DEFINICIÓN.
La célula es la unidad:
o
Anatómica: Porque constituye la base para la edificación estructural de todo
ser vivo.
o
Fisiológica: Porqué todas las células realizan una determinada función,
pudiendo ser digestiva, conductora, excretora, de relación, etc.
o
Genética: Porque es capaz de reproducirse y transmitir sus características
hereditarias a su descendencia. Es decir, toda célula proviene de otra
preexistente.
TAMAÑO CELULAR.- Las células por su tamaño pueden ser:
1. Macroscópicas.- Si son células grandes, que se pueden ver a simple vista.
2. Microscópicas.- Si se trata de células que sólo se ven con ayuda del
microscopio. El tamaño se mide generalmente en micras.
1 micra = 0.001 mm.
1 milimicra = 0.000001 mm. = un manómetro (Mm)
1 Angstron =.0.00000001 mm.
3.2 NÚMERO DE CÉLULAS.
Los seres vivos de acuerdo al número de células que la forman pueden ser:
1. Unicelulares.- Son aquellos que están formados por una sola célula pero que
cumple todas las funciones vitales
2. Pluricelulares.- Están formadas por muchas células las cuales se especializan
y conforman los niveles de organización.
3.3 FORMA DE LAS CÉLULAS.
1. Ovoides.- De forma ovalada, parecida a un huevo.
2. Esféricas.- Son isodiamétricas (sus tres dimensiones son más o menos
iguales). Ejemplos: los huevos de batracio.
3. Metabólicas.- No tienen forma definida, varía de acuerdo a la actividad que
realizan. Ejemplos: las amebas y los glóbulos blancos.
4. Geométricas.- Son aplanadas y con muchos lados (células poliédricas).
Ejemplos: las células epiteliales de animales y plantas.
5. Estrelladas.- Poseen muchas prolongaciones y ramificaciones a manera de
una estrella. Ejemplo: las neuronas.
6. Fusiformes.- Son ensanchadas en su parte céntrica y alargadas en sus
extremos. Ejemplos: las fibras musculares.
7. Cilíndricas.- Son alargadas y cilíndricas, forman tubos de conducción.
8. Filiformes.- Son muy delgadas a manera de hilos.
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3.4 ESTRUCTURA CELULAR
La célula como unidad estructural está constituida por la membrana celular, el
citoplasma o protoplasma y el núcleo.
b MEMBRANA CELULAR
Es la capa que recubre la célula sirviéndole como medio de protección, relación
y límite con el medio que lo rodea.
Estructuralmente está compuesta por dos capas de proteínas y dos capas
intermedias de naturaleza grasa, por lo que reciben el nombre característico de
“bicapa lipidica”
Esta capa es de naturaleza permeable: deja pasar las sustancias alimenticias
gracias a los fenómenos de difusión, ósmosis y presión osmótica.
™ FENÓMENOS QUE SE PRODUCEN A NIVEL DE LA MEMBRANA:
DIFUSIÓN.
Es la distribución de moléculas de un medio de mayor concentración a
otro de menor concentración.
ÓSMOSIS.
Es el paso de las moléculas o iones a través de una membrana
permeable o semipermeable. La membrana es permeable cuando deja
pasar fácilmente las moléculas y, es semipermeable cuando selecciona
las moléculas, no dejando pasar a las moléculas muy grandes.
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CLASES
a)ENDÓSMOSIS.
Cuando la osmosis se realiza del medio externo al medio
intracelular, permitiendo el ingreso de las sustancias nutritivas.
b)EXÓSMOSIS.
La exósmosis se realiza cuando la célula tiene que eliminar las
sustancias de desecho, o el agua que se encuentra en exceso.
PRESIÓN OSMÓTICA.
Es la presión que las moléculas del soluto ejercen sobre las moléculas
del solvente.
PINOCITOSIS.
Este fenómeno se realiza cuando un fluido más o menos denso no pasa
por ósmosis, la membrana celular se extiende, la rodea y la incorpora.
FAGOCITOSIS.
En este caso la membrana celular engloba cuerpos orgánicos
(parásitos), que incorporados en el citoplasma son destruidos. Esta labor
realizan los glóbulos blancos que destruyen los gérmenes patógenos o
microbios.
Transporte Activo.- No todos los movimientos de sustancias a través
de la membrana celular se realizan por difusión y osmosis. Por ejemplo,
cuando la concentración de iones potasio (Kt) es más alta en el exterior
que en el interior de la célula, estos iones, pasan rápidamente por la
membrana; entonces, la célula vuelve a tomar los iones con la misma
rapidez con que salieron, para permitir el equilibrio iónico y por tanto el
equilibrio dinámico.
PARED CELULAR.
La membrana de las células vegetales es más gruesa que la membrana
de las células animales, debido a que en ella se acumulan moléculas de
celulosa, dándole la característica de ser una membrana de naturaleza
celulósica.
4. CITOPLASMA
El citoplasma es la porción del protoplasma que rodea al núcleo como un fluido más
o menos viscoso, hialino, translúcido y de naturaleza coloidal y fibrilar.
Anteriormente se reconocía al citoplasma como una bolsa acuosa, conteniendo en
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dispersión moléculas y partículas de diferentes clases. Hoy se le considera como una
sustancia básica o matriz, formada principalmente, de proteínas en un medio acuoso, además de varios tipos de estructuras subcelulares.
4.1 ASOCIACIONES SUPRAMOLECULARES.
Se consideran:
b Microfilamentos.- Son asociaciones supramoleculares que existen en
el citoplasma de algunas células, cuya naturaleza molecular exacta no
se encuentra muy definida aún; sin embargo parecen estar relacionados
con la actina (proteína contráctil también presente en la estructura de las
miofibrillas) y la miosina. Los microfilamentos intervienen en los
procesos de movilidad celular, fagocitosis, pinocitosis, citoquinesis,
exocitosis, movimiento de los organelos citoplasmáticos y procesos de
transporte de la membrana celular.
b Microtúbulos.- Son asociaciones de moléculas repetidas de tubulina
(proteína globular) dispuestas en configuración helicoidal, tomando la
forma de filamentos tubulares huecos de variados diámetros. Los
microtúbulos dan su forma característica a algunas células, se
encuentran en los axones de las fibras nerviosas, en los cilios y flagelos
de las células eucarióticas, en las colas de los espermatozoides y en los
fibroblastos (células del tejido conjuntivo).
b Cromosomas.- Asociaciones de carácter filamentoso, que serán
estudiados más adelante, al tratar del núcleo celular.
4.2 ORGANELOS DEL CITOPLASMA:
1. Ribosomas.- Son corpúsculos de forma esférica de 150 Angstroms de
diámetro, su función es la de sintetizar sustancias proteicas.
2. Lisosomas.- Son agregaciones que elaboran sustancias enzimáticas. tienen la
función de acelerar la síntesis de los alimentos.
3. Mitocondrias.- Son corpúsculos de 0.2 a 3 micras de tamaño, la mayoría de
ellos se encuentran en los lugares donde la célula necesita mayor energía.
Tienen la función de generar energía por lo que se les conoce como las
Máquinas Energéticas de la Célula. Estructuralmente están formadas por dos
membranas y una serie de pliegues internos donde se produce y almacena el
ATP.
4. Complejo u aparato de Golgi.- Es un paquete de membranas aplanadas en
forma de sacos donde se almacenan las proteínas y otras sustancias que van
siendo utilizadas a medida que la célula los requiera.
5. Retículo endoplasmático.- Es un sistema membranoso constituido por finos
tubos reticulados que sirven de nexo entre la membrana celular, el citoplasma y
el núcleo como medio de transporte interno de la célula.
6. Centriolos.- Son cuerpos que se encuentran cerca al núcleo. Durante el
proceso de la reproducción celular se dividen cada fracción, se dirige a los
polos de la célula dejando una especie de caminos o áster, que en conjunto
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toma el nombre de huso
acromático, por donde se trasladarán los
cromosomas, en el momento de la reproducción celular.
7. Vacuolas.- Son organelos a manera de gotas de agua o grasa, son propias de
las células vegetales y de los protozoarios como el paramecium; en ellos
cumplen: función digestiva, de eliminación o excretora y, de dar movimiento a
las sustancias del interior de la célula, tomando el nombre de vacuola digestiva,
excrementicia o pulsatil.
4.3 INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS
b PIGMENTOS.
Son sustancias corpusculares de composición química variada, de ellos
dependen los colores de los organismos animales y vegetales.
a. Los cromatóforos.- Son pigmentos que dan coloración a los
pelos, plumas, escamas y en general a la piel de los
animales. Así, la melanina, da el color negro a la piel, la
bilirrubina y biliverdina, dan el color a la bilis, los urocromos a
la orina, la hemoglobina que da el color rojo a la sangre, etc.
b. Los plastidios.- Son pigmentos propios de las células vegetales.
Ejemplos:
B1. Cromoplastos.- Colorean los pétalos, frutos y algunas hojas
modificadas como las brácteas, ellos son:
™
™
™
™
™
™
Xantofila da el color amarillo.
Caroteno da el color anaranjado.
Licopeno da el color rojo.
Ficoeritrina da color a las algas rojas.
Ficocianina da color a las algas azules.
Ficofeína da color a las algas pardas.
B2. Cloroplastos.- Son pigmentos propios de las plantas, dan el color
verde. Y contienen la molécula de la clorofila.
™ Leucoplastos.- Son pigmentos incoloros, se encuentran en los
gránulos de almidón que se almacena en los órganos
subterráneos de los tubérculos y rizomas.
™ Oleoplastos.- Son pigmentos incoloros y producen sustancias
grasas.
5. NÚCLEO CELULAR
El núcleo celular es un corpúsculo situado generalmente en el centro de la célula, de
forma esférica u ovoide. Dirige la función de reproducción de la célula y algunos
procesos metabólicos.
Las células que carecen de núcleo se denominan "células anucleadas", ejemplo: los
glóbulos rojos. Con un núcleo son "mononucleadas" y con varios núcleos se llaman
polinucleadas, como las fibras musculares.
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5.1 PARTES:
a) Nucléolos.- Son cuerpos esféricos que contienen el ARN, e intervienen en la
síntesis de las proteínas.
b) Cromosomas.- Son formaciones filamentosas capaces de autoduplicarse.
Llevan los genes, como unidades portadoras de los caracteres hereditarios.
El número de {{cromosomas» varía de acuerdo a la especie; el hombre tiene 46
cromosomas en sus células somáticas y 23 en los gametos. El maíz posee de
10 a 20 cromosomas, el arroz 24 y el ratón 40, etc.
Los cromosomas, durante el proceso de la división celular, se dividen en dos
cromátidas unidas por su centrómero; el material que los constituyen, toma el
nombre de cromatina.
5.2 DIFERENCIAS ENTRE CÉLULA ANIMAL Y CÉLULA VEGETAL.
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AUTOEVALUACIÓN 03
1. Quién descubrió la célula?:
A.
B.
C.
D.
E.
Brown
Dutrochet
Lamark
Hoocke
Schwann
2. La unidad de medida del bacilo de Koch es:
A.
B.
C.
D.
E.
Milímetro
Centímetro
Milimicra
Micra
N.A.
3. La pared celular de los vegetales es de naturaleza:
A.
B.
C.
D.
E.
Proteica
Celulósica
Glucolítica
Sintética
Iónica
4. Son los pigmentos responsables de la coloración de la orina.
A.
B.
C.
D.
E.
Oleoplastos
Carotenos
Urocromos
Xantofila
Licopeno
5. Son consideradas como “máquinas energéticas de la célula”
A.
B.
C.
D.
E.
Aparato de Golgi
Vacuola
Mitocondria
Ribosoma
Microfilamento
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