La teoría celular y los tipos de células

Enuncia los tres postulados de la teoría celular e indica cuál de estas afirmaciones la contradice, razonando tu elección: a) todos los seres vivos están formados por una o más células; b) algunas células pueden surgir por generación espontánea a partir de materia inerte; c) la célula es la unidad funcional de los seres vivos; d) toda célula procede de otra célula preexistente.

Ordena los siguientes niveles de organización de la materia viva de menor a mayor complejidad y define cada uno con una frase: órgano, célula, tejido, orgánulo y organismo.

Clasifica los siguientes organismos y células en procariotas o eucariotas, justificando brevemente tu elección: una cianobacteria, una ameba, una célula de tu piel, la bacteria del yogur, una levadura y un alga verde.

El esquema compara dos tipos de organización celular, A y B. Indica cuál corresponde a una célula procariota y cuál a una eucariota, identifica las estructuras señaladas con ? y explica qué implicación tiene para la célula la diferencia que se observa en la organización de su material genético.

Compara una célula procariota y una eucariota atendiendo a su tamaño típico, a la presencia de núcleo y de orgánulos membranosos y a la forma de su ADN. Explica, a partir de esa comparación, dónde realizan la fotosíntesis las cianobacterias si carecen de cloroplastos.

La aparición de los orgánulos membranosos fue un hito en la evolución de la célula. Explica qué ventajas ofrece dividir el interior celular en compartimentos delimitados por membranas y pon dos ejemplos concretos de procesos que se benefician de ello.

En un laboratorio de biología celular se analiza el efecto de dos antibióticos sobre un cultivo de células eucariotas animales: la cicloheximida (inhibidor de la traducción en ribosomas 80S) y el cloranfenicol (inhibidor de la traducción en ribosomas 70S). Los resultados muestran que la cicloheximida detiene la síntesis de proteínas en el citosol pero no en el interior mitocondrial, mientras que el cloranfenicol bloquea específicamente la síntesis proteica mitocondrial sin afectar a la citosólica. A partir de estos datos y del marco de la teoría endosimbiótica:

1. a) Justifica los resultados observados con ambos antibióticos e indica qué orgánulo vegetal presentaría una respuesta análoga a la de la mitocondria frente al cloranfenicol.
2. b) Un investigador afirma que las mitocondrias son bacterias totalmente autónomas que podrían sobrevivir y dividirse indefinidamente si se aíslan en un medio extracelular adecuado. Rebate razonadamente su afirmación explicando la relación evolutiva entre el genoma mitocondrial y el genoma nuclear.
3. c) Predice qué diferencias fundamentales cabe esperar entre la membrana mitocondrial interna y la externa respecto a su composición lipídica y a la presencia de porinas, y explica cómo respalda esa asimetría el mecanismo de endosimbiosis propuesto por Lynn Margulis.
4. d) Señala a qué grupos bacterianos ancestrales concretos apunta el análisis filogenético molecular como origen de las mitocondrias y de los cloroplastos.

En sedimentos marinos profundos se ha descubierto una entidad microscópica («Partícula Z») rodeada por una bicapa lipídica que contiene un genoma de ADN bicatenario de 1.2 Mb con genes para sintetizar varios aminoácidos y ARNt propios. Sin embargo, carece de maquinaria para sintetizar ATP, de ribosomas y de capacidad para dividirse de forma autónoma fuera de su hospedador celular. Un titular de divulgación afirma: «Descubierta una nueva célula que rompe la frontera entre virus y bacterias».

Rebate el titular periodístico aplicando rigurosamente los postulados de la teoría celular y el concepto biológico de vida. Justifica por qué la presencia de genes metabólicos no convierte a esta partícula en una célula independiente y argumenta por qué este tipo de entidades biológicas se estudia dentro de la biología.

Un grupo de estudiantes intenta replicar el clásico experimento de Pasteur: hierven caldo nutritivo durante 10 minutos en un matraz con cuello de cisne y lo dejan en reposo intacto. A los cuatro días, el caldo se enturbia y detectan proliferación bacteriana (bacilos esporulados del género Bacillus). Un alumno concluye: «Esto demuestra que Pasteur se equivocó y que la generación espontánea sí ocurre si el medio es lo bastante rico».

Rebate la afirmación del alumno explicando qué fallo metodológico cometieron al replicar el diseño de Pasteur y por qué la presencia de esporas bacterianas no valida la generación espontánea. Por último, analiza la aparente paradoja que plantea el postulado «toda célula procede de otra célula» frente a las teorías científicas actuales sobre el origen prebiótico de la primera célula viva.