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Autora: Elena González
Editado por: Ronald Tuñón
Una visión de la célula
La célula es la unidad básica de la biología
• La naturaleza dinámica de la célula se pone de manifiesto por su capacidad
de:
• crecer,
• reproducirse y
• especializarse
• y por su habilidad de:
• responder a estímulos y
• adaptarse a cambios en el medio ambiente.
• Para la comprensión de la célula diferentes disciplinas convergen
incluyendo:
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Editado por: Ronald Tuñón
• la citología,
• la genética y
• la bioquímica.
1.1 La teoría celular: Una breve historia.
Robert Hooke
• En 1665 empleó un microscopio construido por él mismo para examinar
secciones finas de corcho cortadas con un cortapluma.
• Observó una red de pequeños compartimientos en forma de caja que le
recordaron a un panal los cuales denominó cellulae que en latín quiere decir
“pequeñas habitaciones”
Antonie van Leeuwenhoek
• Utilizando lentes más potentes fue el primero en observar células vivas,
incluyendo células sanguíneas, espermatozoides, y organismos unicelulares
en aguas de charca.
Robert Brown
• Descubrió que cada planta contenía una estructura redondeada que
denominó nucleus derivado del germánico que quiere decir “grano”.
Matthias Schleiden
• En 1838 concluyó que todos los tejidos vegetales están compuestos por
células y
• que un embrión vegetal se origina siempre a partir de una célula única.
Theodor Schwann
• Comunicó conclusiones semejantes a las de Schleiden respecto a los tejidos
animales.
Karl Wilhelm von Nägeli
• Descubrió en 1842 los cromosomas tiñendo el núcleo de células vegetales.
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Rudolf Virchow
• Concluyó en 1855 que las células se generan únicamente mediante la
división de otras células preexistentes.
• Su famosa frase omnis cellula e cellula es el tercer principio de la teoría
celular moderna.
1.2 La emergencia de la teoría celular moderna
• La teoría celular moderna implica el entretejido de tres hebras o ramas
diferentes en una única soga. Estas ramas son: citología, bioquímica y
genética.
Aunque la citología, la bioquímica y la genética comenzaron como disciplinas
separadas, se han ido uniendo progresivamente desde el segundo cuarto del
siglo XX.
• La citología es el estudio de las células.
• Sin embargo, históricamente la citología se ha ocupado principalmente de la
estructura celular, fundamentalmente a través del uso de técnicas ópticas.
El microscopio óptico
• Posibilitó a los citólogos la identificación de estructuras rodeadas por
membranas tales como:
– Núcleos,
– Mitocondrias y
– Cloroplastos
• Estas estructuras se denominan orgánulos (organelos).
El microscopio óptico
• En 1870 se descubre el micrótomo que permite obtener secciones finas.
• En la segunda mitad del siglo XIX químicos industriales alemanes sacan del
alquitrán colorantes que sirven para teñir e identificar estructuras
subcelulares.
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El microscopio óptico
• El límite de resolución (separación mínima que se necesita para distinguir
dos puntos) ha llegado con la microscopía óptica tan lejos como podía ir,
hasta 100 nanómetros (nm) utilizando la luz ultravioleta.
• 1 nm = 10-9 metros (m).
Visualización de células vivas
La videomicroscopía digital
• Emplea cámaras de video y almacenamiento de imágenes digitalizadas para
optimizar y analizar imágenes.
El microscopio electrónico
• Inventado en Alemania en 1932 en lugar de la luz visible y lentes ópticas
emplea un haz de electrones que es desviado y enfocado por un campo
electromagnético.
El microscopio electrónico
• El límite de resolución es entre 0,1-0,2 nm comparado con el de 200-350
nm del óptico.
• Sin embargo en biología el límite de resolución no pasa de 2 nm.
El microscopio electrónico
• Aumenta hasta 100.000 veces más comparada con 1.000-1500 veces del
microscopio óptico.
• Tiene 100 veces más resolución que el microscopio óptico.
El microscopio electrónico
• Dos clases de diseño:
– El microscopio electrónico de transmisión (TEM) y
– El microscopio electrónico de barrido.
El ultramicrótomo
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• Con cuchilla de diamante puede cortar secciones tan finas como de 20 nm,
lo suficientemente delgada para que pasen electrones y pueda ser utilizado
por microscopios electrónicos.
Otras técnicas de microscopía electrónica de transmisión
•
•
•
•
•
•
Microscopios electrónicos de alto voltaje.
Tinción negativa.
El sombreado.
La criofractura.
El grabado por congelación
Estereo-microscopía electrónica.
Algunas técnicas bioquímicas
• La cromatografía: variedad de técnicas en la que se fracciona
progresivamente una mezcla de moléculas mientras la solución fluye a
través de una fase inmóvil y absorbente, contenida generalmente en una
columna.
• La electroforesis: variedad de técnicas que utilizan un campo eléctrico para
separar moléculas en base a su movilidad.
• Debido al incremento de la habilidad para ver, fraccionar y aislar estructuras
subcelulares, los citólogos y los bioquímicos comenzaron a darse cuenta de
que el alcance de sus observaciones sobre la estructura y función celular
respectivamente podían complementarse, estableciendo los fundamentos de
la biología celular moderna.
Algunos descubrimientos genéticos
• En 1952, Alfred Hershey y Martha Chase acogen la idea de que el DNA, en
vez de las proteínas, entra en la célula bacteriana cuando es infectada por un
virus bacteriano.
• Al mismo tiempo, George Beadle y Edward Tatum formulan el concepto de
“un gen-una enzima”.
• Se descubre en la década del 60 las polimerasas de DNA y del RNA.
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• El código genético.
• Jacques Monod y François Jacob deducen el mecanismo de la regulación de
la expresión génica en bacterias.
Hechos y el método científico
• Para un científico un hecho es un intento de establecer nuestro mejor
entendimiento de un fenómeno específico, y es únicamente válido hasta que
es revisado o reemplazado por una explicación.
• Por lo tanto, un hecho científico es una información más débil que el
significado de la palabra: algo que sabemos que es cierto.
El Método científico
Definiciones
• Hipótesis:
Una afirmación o una explicación compatible con la mayor parte de las
observaciones y las evidencias experimentales disponible hasta el momento
sobre el tema.
• Para ser útil a los científicos, una hipótesis debe ser comprobable, es decir,
debe ser posible diseñar un experimento controlado que confirmará o
rechazará la hipótesis.
• Teoría:
Cuando una hipótesis o un modelo se han comprobado de manera crítica, en
diversas condiciones, normalmente por diversos investigadores usando
diversas aproximaciones y es respaldada por evidencia de forma consistente,
adquiere gradualmente el estatus de teoría.
• Ley:
Cuando una teoría se ha comprobado y confirmado por muchos investigadores
y durante un período de tiempo suficiente para que no existan dudas, puede
eventualmente ser denominada como ley.
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Bibliografía
 Becker, Wayne M.; Kleinsmith, Lewis J.; Hardin, Jeff. El mundo de la
célula. 6ta Edición. Prentice Hall. 2006
 Alberts, Bruce; Bray, Denis; Hopkin, Karen; Johnson, Alexander;
Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter. Introducción
a la biología Celular. 2da Edición. México. Panamericana. 2006