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La biología celular · La célula y su organización

La teoría celular y los tipos de células

Imagina que miras al microscopio una gota de agua de un estanque y ves cosas que se mueven. Casi cuatro siglos de observación microscópica se condensan en una idea tan simple como potente: toda la materia viva está organizada en células. De ahí se derivan preguntas que cualquier biólogo necesita resolver antes de seguir: ¿de dónde vino la primera célula?, ¿por qué hay células tan distintas entre sí?, ¿dónde está el límite entre lo vivo y lo que no lo es?

La teoría celular

Al examinar con una lente una gota de agua estancada, un trozo de corcho o una muestra de sangre, siempre se observan unidades microscópicas capaces de funcionar de manera autónoma: ¿cuál es la estructura mínima común a toda la materia viva?

Línea del tiempo con los hitos de la teoría celular: Hooke en 1665, Schleiden y Schwann en 1838-1839, y Virchow en 1855. Hooke, 1665 observa celdillas en el corcho Schleiden y Schwann, 1838-39 proponen los dos primeros postulados Virchow, 1855 «omnis cellula e cellula» 1 2 3

Los niveles de organización (levels of organization) de la materia viva ordenan la complejidad por encima de la célula: la célula es la unidad básica; varias células especializadas forman un tejido; varios tejidos que colaboran forman un órgano; y el conjunto de órganos de una función general constituye un sistema de órganos, hasta llegar al organismo completo. Por debajo de la célula está el orgánulo (organelle), una estructura con una función concreta dentro de la célula, que no es una unidad con vida propia: necesita la célula entera para funcionar. Orden de menor a mayor: orgánulo → célula → tejido → órgano → sistema de órganos → organismo.

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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…

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.

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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…

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.

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Procariotas y eucariotas

Comparación entre una célula procariota en forma de bacilo, con pared celular, ribosomas y ADN libre en el nucleoide, y una célula eucariota con núcleo de doble membrana y orgánulos membranosos: mitocondrias, retículo endoplasmático y aparato de Golgi. Célula procariota pared celular membrana plasmática ribosomas nucleoide (ADN) Sin núcleo: el ADN está libre en el citoplasma y no hay orgánulos membranosos. Célula eucariota ADN membrana plasmática retículo endoplasmático ribosomas mitocondria núcleo doble membrana aparato de Golgi citoplasma ADN dentro de un núcleo de doble membrana y citoplasma con orgánulos membranosos.
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Clasifica los siguientes organismos y células en procariotas o eucariotas, justificando brevemente tu elección: una cianobacteria, una ameba, una célula de tu piel, la…

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.

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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…

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.

A B ?1 ?2 ?3 ?4
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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…

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.

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La teoría endosimbiótica

Una bacteria tiene su material genético libre en el citoplasma, pero cualquier célula animal encierra el suyo en un núcleo y contiene además orgánulos con doble membrana y ADN propio: ¿cómo surgieron estos compartimentos internos tan complejos?

Animación del origen endosimbiótico: una bacteria se acerca a la célula ancestral, la membrana se hunde y la rodea, se cierra una vesícula que pasa al citoplasma y la bacteria queda como orgánulo con doble membrana; después el ciclo se repite. célula ancestral fagocita una bacteria queda integrada como orgánulo con doble membrana
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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…

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 da dos ejemplos concretos de procesos que se benefician de ello.

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Los límites de la célula

Comparación entre un virus, formado solo por una cápsida proteica que encierra su material genético (ADN o ARN), y una célula con membrana, citoplasma, ribosomas, núcleo y metabolismo propio. Virus Célula cápsida proteica material genético (ADN o ARN) núcleo (ADN) ribosomas citoplasma sin citoplasma ni ribosomas sin metabolismo propio con citoplasma, ribosomas y metabolismo propio (dibujos no a escala)
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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…

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.

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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…

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 estudiante 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 estudiante 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.

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Vuelve al principio: La primera célula surgió por evolución química antes de que existieran células previas, la diversidad nació de la compartimentación y la endosimbiosis, y los virus marcan la frontera porque carecen de estructura celular y de metabolismo propio.

Resumen

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