Biología celular I y II

2. 13900 a 13700 millones de años
12000 millones de años

3. 5 000 millones de años.

4. 4 500 millones de años

5. Durante los primeros 500 millones de años las condiciones
no fueron propicias para la aparición de las células puesto
que habría altas temperaturas, carencia de atmósfera
protectora, una lluvia constante de meteoritos, etc.

6. • Edad de la tierra 4600
millones de años.
• La atmósfera primitiva
contenía:
• Dióxido de Carbono (CO2)
• Monóxido de Carbono (CO)
• Vapor de Agua (H2O)
• Hidrógeno (H)
• Nitrógeno (N2)
• También es posible que
hubiera Amoníaco (NH3),
Sulfuro de Hidrógeno (H2S)
y Metano (CH4). Es
probable que tuviera poco
o nada de oxígeno (O2).

7. Para la evolución química de
la vida se necesitaban al
menos 3 requerimientos:
• 1- La ausencia total o casi
completa de Oxígeno libre:
ya que al ser muy reactivo
hubiera oxidado las
moléculas orgánicas que
son esenciales para la vida.
• 2- Una fuente de energía:
• la tierra primitiva era una
lugar caracterizado por la
presencia de vulcanismo
generalizado, tormentas
eléctricas, bombardeo de
meteoritos e intensa
radiación, especialmente
ultravioleta .
3- Sustancias químicas que
funcionaran como
"bloques de construcción
químicos":
Agua, minerales
inorgánicos y gases

9. Polimerización
• El siguiente paso fue la formación de grandes moléculas por
polimerización de las pequeñas moléculas.
– La polimerización es un proceso químico por el que los
reactivos, monómeros (compuestos de bajo peso
molecular) se agrupan químicamente entre sí, dando
lugar a una molécula de gran peso, llamada polímero, o
bien una cadena lineal o una macromolécula
tridimensional.
• La interacción entre las moléculas así generadas se
incrementó a medida que su concentración aumentaba.

10. • Para aumentar la concentración de los
polímeros estos deberían presentar la
propiedad de autorreplicación, es decir,
la capacidad para producir otras
moléculas similares o idénticas a ellas
mismas.

11. • Con ello se consigue la transmisión de la
información, que es una de las propiedades
principales de la vida.
• Esta información sería de dos tipos:
– secuencia de monómeros
– organización espacial del polímero

12. • Los materiales y la
energía para producir
descendientes estarían
libres en el medio y
podrían atravesar
fácilmente las
membranas.

13. • Dentro de cada vesícula
membranosa se crearían
réplicas moleculares no
exactas al original y
algunas con mayor
capacidad para
autorreplicarse por lo que
su proporción llegaría a ser
mayor que las otras
variantes

14. • Así, las diferentes vesículas membranosas enriquecidas en
ciertas variantes moleculares competirían más
eficientemente y aprovecharían más favorablemente los
materiales libres, con lo que se emprende otra carrera que
es la de la EVOLUCIÓN DARWINIANA (VARIABILIDAD MÁS
SELECCIÓN NATURAL), LA OTRA GRAN PROPIEDAD DE LA
VIDA

15. Reproducción molecular
• Las tres moléculas en la secuencia precisa:
ADN contiene INFORMACIÓN PRECISA, pero
solo el ADN y el ARN son capaces de
autoduplicarse (copiarse .....
a sí mismas). Así
que debió ser uno de los ácidos nucléicos el
candidato
ADN ARN ARN PROTEÍNA

16. Reproducción molecular
• En las células vivas (actuales por supuesto) la
información genética se almacena en el ADN,
el cual transcribe su mensaje por medio del
ARN que a su vez traduce esta información
en una secuencia adecuada de aminoácidos
que se ensamblan en PROTEÍNAS que son las
encargadas de casi todas las funciones
celulares.

17. • La química de la tierra
prebiótica dio origen a
moléculas de ARN
autoduplicantes que
habrían iniciado la síntesis
de proteínas.
Éste es un esquema
tridimensional de un ARN de
transferencia existente en
las células actuales. La
secuencia de ribonucleótidos
hace que se establezcan
uniones por
complementariedad de
bases (trazos verdes). Esto le
provoca una disposición
tridimensional.
ARN

18. • Biomoléculas o principios
inmediatos, son aquellas que
forman parte de los sistemas vivos.
• Bioelementos o elementos
biogenésicos son los átomos que
componen las biomoléculas, y el
criterio empleado para clasificarlos
es su abundancia.

20. • Bioelementos principales o primarios:
Carbono (C), hidrógeno (H), Oxígeno (O),
nitrógeno (N) y azufre (S), fósforo (P).
Resultan imprescindibles para formar los
principales tipos de moléculas biológicas. El
95% de la materia viva.

21. • Bioelementos secundarios: magnesio, calcio,
sodio, potasio y cloro. Se encuentra en
solución. Representan cerca del 4,5%
Mg++ CA++
K+
Na+
-

23. • Oligoelementos: aunque se han identificado
unos 60, sólo 14 de ellos son comunes a todos
los organismos: son los denominados
esenciales.
• Funciones catalíticas imprescindibles, se
encuentran en proporción inferior al 0,1%.
Son fierro, zinc, boro, manganeso flúor, cobre,
yodo, cromo, selenio, vanadio, cobalto,
molibdeno, silicio y estaño.

25. • Los oligoelementos desempeñan funciones
esenciales en las células. Cantidades
anormales, ya sean por exceso o por defecto,
causan diversas patologías

26. • Exceptuando el oxígeno, que predomina en
ambos sistemas, son el silicio y el carbono los
elementos más abundantes en los seres
inertes y en los seres vivos, respectivamente.
• En combinación con el oxígeno, el carbono
forma un compuesto gaseoso y soluble en
agua, favoreciendo el intercambio entre los
seres vivos y el medio. El silicio combinado
con el oxígeno es sólido e insoluble.

27. • El carbono y los otros bioelementos
primarios (H, O y N) resultan
idóneos para edificar al ser vivo,
debido a estas causas:
• Presentan variabilidad de valencias,
lo que permite el establecimiento
de un alto número de
combinaciones entre ellos.
• Son los elementos más pequeños
capaces de formar enlaces
covalentes.

28. • Los átomos de carbono establecen con facilidad
enlaces dobles y triples entre ellos, dando lugar a
gran cantidad de grupos funcionales, que pueden
reaccionar entre sí y originar nuevas moléculas.
• Los enlaces carbono - carbono son estables,
forman largas y variadas cadenas carbonadas. La
estructura tetraédrica proporciona a la molécula
una configuración tridimensional de la que
derivan sus múltiples funciones.

29. • si el ARN hizo copias de si mismo y
apareció antes que que el ADN,
cómo llegó éste a escena?.
Quizá el ARN hizo copias
bicatenarias de si mismo, que con
el tiempo se transformaron en
ADN que es más estable por su
conformación de doble .
hélice, en
tanto que el ARN es más reactivo
por ser una molécula
monocaternaria.

30. • En el mundo del ADN/ARN/Proteínas el ADN
se convirtió en la molécula de
almacenamiento de información y el ARN
sigue siendo la molécula de transferencia de la
información

31. • Membrana celular. Uno de los principales eventos en el origen de las células fue el
desarrollo de una envuelta que aislara un medio interno y otro externo. Esto tiene
muchas ventajas:
• a) permite tener todos los componentes necesarios próximos para las reacciones
metabólicas y se hace más eficiente el proceso de replicación
• b) se evita que variantes ventajosas sean aprovechadas por grupos competidores. Esto
es el egoísmo evolutivo
• c) se gana una cierta independencia respecto a las alteraciones del medio externo
favoreciendo la homeostasis interna

32. • Estas envueltas son fáciles de producir a partir de
moléculas de ácidos grasos anfipáticos, es decir,
que tienen una parte cargada eléctricamente y otra
es hidrófoba.
• Estas moléculas se organizan en soluciones acuosas
formando películas finas.
• Las membranas de los organismos vivos poseen las
mismas moléculas anfipáticas: glicerofosfolípidos y
esfingolípidos.

33. • Código genético. En algún momento el ARN
tuvo que intervenir en la síntesis de las
proteínas. Para ello hubo que:
• inventar un código que identificara una
secuencia de nucleótidos con un aminoácido
determinado..

34. • Este código parece arbitrario y es prácticamente
universal para todos los organismos vivientes, lo
cual sugiere que hubo una sola organización de
moléculas de ARN y péptidos,, de todas las posibles,
que dieron lugar a todos los organismos actuales.
• A estas protocélulas de las cuales partieron todas
las demás células que conocemos hoy en día se les
denomina LUCA (en inglés: Last universal common
ancestor).

35. • ADN como principal soporte de la
información. Actualmente la información que
transmiten los organismos a sus descendencia
está codificada en forma de ADN y no de ARN
o proteínas. El ADN tiene una serie de ventajas
sobre el ARN: al ser el ADN una doble hélice es
más estable, es más fácil de replicar, permite
reparaciones más eficientes, entre otras.. .

36. • Se conocen enzimas que son capaces de realizar el
paso de información contenida en el ARN al ADN,
son la retrotranscriptasas. Estas enzimas las
contienen muchos virus, como el del SIDA, con un
genoma de ARN que se convierte en ADN tras la
infección.
• En algún momento de la evolución, antes de LUCA,
debió darse el paso de la información desde el ARN
al ADN, y quedar este último como base para la
conservación, lectura y transmisión de la
información de las protocélulas

37. Moléculas primitivas
o
Evolución Prebiótica
Hasta mediados del siglo 18 se
pensaba que los compuestos
orgánicos solo podían formarse por la
acción de los seres vivos, la síntesis en
el laboratorio de la urea (un
compuesto orgánico), dió por tierra
con esta creencia.
• En 1922, el científico ruso, Oparín
hipotetisó que la vida celular había
sido precedida por un período de
evolución química.

38. • En 1950 Stanley Miller, un estudiante graduado,
diagramó un experimento destinado a corroborar la
hipótesis de Oparin, que presumía como condiciones
de partida:
• ausencia o escasas cantidades de oxígeno libre (es
decir no combinado químicamente a otro
compuesto).
• Abundancia de: C (carbono), H (hidrógeno), O
(oxígeno), y N (nitrógeno).
• Los estudios de las modernas erupciones volcánicas
avalan la inferencia de la existencia de tal atmósfera.
• Subsecuentes modificaciones de la atmósfera
produjeron muestras o precursores de las cuatro
clases de macromoléculas orgánicas

39. • Miller hizo pasar descargas eléctricas a través de
una mezcla de gases que se asemejaría a la
atmósfera primordial. En un recipiente de agua, que
en el modelo experimental, representaba al antiguo
océano, Miller recobró aminoácidos.
La primera presentación de los trabajos de Miller
fue realizada en este artículo: Miller S L,.
“ A production of amino acids under possible
primitive Earth conditions”. Science 1953; 117: 528-
529.

40. :
• La Tierra primordial era un lugar
muy diferente del de nuestros
días, con grandes cantidades de
energía, fuertes tormentas etc.
• El océano era una "sopa" de
compuestos orgánicos formados
por procesos inorgánicos.
• Los experimentos de Miller y
otros experimentos no probaron
que la vida se originó de esta
manera, solo que las condiciones
existentes en el planeta hace
alrededor de 3 mil millones de
años fueron tales que pudo
haber tenido lugar la formación
espontánea de macromoléculas
orgánicas.
• Las simples moléculas
inorgánicas que Miller puso en
su aparato, dieron lugar a la
formación de una variedad de
moléculas complejas:

41. • Dado que la atmósfera primitiva carecía de
oxígeno libre y de cualquier forma de vida...
estas moléculas orgánicas se acumularon
sencillamente por que no fueron devoradas
ni reaccionaron con el oxígeno como lo haría
en la actualidad.
• Esta acumulación sería lo que se llama
actualmente "caldo de cultivo primitivo" y a
partir del cual podría haber surgido la
primera forma de vida.

42. • ¿Cuándo apareció la vida en la
Tierra?
• Los indicios fósiles sugieren que los
primeros seres orgánicos que
dejaron huellas aparecieron entre
3500 y 3900 millones de años
atrás.

43. • El registro fósil ubica a las primeras células hace 3.500
millones de años. Las 1º células eran procariotas, es decir
carecen de núcleo diferenciado.
• Estos heterótrofos primitivos obtenían su alimento del
espeso caldo primitivo.
• Dado que no había oxígeno libre, el metabolismo era
completamente anaerobio y por lo tanto bastante poco
eficiente.

44. • Se descubren restos orgánicos que
podrían pertenecer a organismos
microscópicos sólo unos 1000 a 1200
millones de años después.
• Esto implica que el proceso físico-químico
de formación de estos primeros
organismos debió empezar antes, en una
etapa denominada prebiótica.

45. • Restos fósiles
• De la región canadiense del Ártico la roca más
antigua conocida en la Tierra con restos
fósiles tiene 3 960 millones de años .
• De Groenlandia se obtuvieron rocas con 3 800
millones de años(?).
• J. William Schopf descubrió recientemente
posibles procariotas fotosintetizadoras en
rocas de 3 500 millones de años.

46. • La acumulación de moléculas orgánicas
durante millones de años se acabó
• Solo algunos organismos sobrevivieron
• Tal vez ocurrieron mutaciones (cambios
permanentes y heredables del material
genético) que permitieron a algunas células
obtener energía de la luz solar
• Apareció entonces la FOTOSÍNTESIS..

47. • Se desarrollaron varios tipos de bacterias
fotosintéticas
• Las más importantes desde el punto de vista
evolutivo son las Cianobacterias, que
convierten el agua y el dióxido de Carbono
en compuestos orgánicos y liberar oxígeno
como producto de desecho a la atmósfera.
Estamos a 3.100 millones de años atrás.

48. • Su presencia quedó registrada en los
estromatolitos; fósiles microbianos se han
encontrado en rocas compuestas por finas
capas denominadas estromatolitos,
formados por bacterias heterótrofas y
fotótrofas que vivían en un tipo de colonias

49. • Hace unos 2.000 millones de años, las
cianobacterias habían producido suficiente
oxígeno para modificar la atmósfera terrestre
sustancialmente.
• Muchos anaerobios obligados (aquellos que no
viven en presencia de oxígeno) fueron
dañados por el oxígeno, algunos desarrollaron
modos de neutralizarlo o se restringieron a
vivir en áreas donde este no penetra.

50. • Algunos organismos aerobios se adaptaron a
vivir desarrollando una vía respiratoria que
utilizaba el oxígeno para extraer más energía
de los alimentos y transformarla en ATP. La
respiración aerobia se incorpora así al
proceso anaerobio ya existente de la
glucólisis.

51. • La aparición de organismos aerobios tuvo
varias consecuencias:
• A) Los organismos que usan el O2 obtienen mas energía de 1
molécula de glucosa que la que obtienen los anaerobios por
fermentación, por lo tanto son mucho mas eficientes.
• B) El O2 liberado a la atmósfera era tóxico par los anaerobios
obligados, que se confinaron a áreas restringidas.
• C) Se estabilizó el oxígeno y el dióxido de Carbono en la atmósfera, y
por lo tanto el Carbono empezó a circular por la ecósfera.
• D) En la atmósfera superior el O2 reaccionó para formar OZONO (O3)
que se acumuló hasta formar una capa que envolvió a la tierra e
impidió que las radiaciones ultravioletas del sol llegaran a la tierra...
pero con su ausencia disminuyó la síntesis abiótica de moléculas
orgánicas.

52. • Versión simplificada y modificada del Árbol filogenético Universal establecido
por Carl Woese y su discípulo Gary Olsen que muestra los tres Dominios. El
termino "dominio" refiere a un nuevo taxón filogenético que incluye tres líneas
primarias: Archaea, Bacteria y Eucaria.
• En línea descendente siguen seis Reinos (I-Moneras, II-Arqueobacterias
(obviamente separadas de Moneras), III-Protistos, IV-Hongos, V-Plantas y VI-Animales.

53. • El "árbol" de la vida construido a partir de los
estudios del ARNr (ácido ribonucleico ribosómico)
• El árbol se basa en el estudio de las diferencias en
las secuencias de ARNr comunes a todos los "seres
vivos"), muestra cercano a su "raíz" (allí donde se
encuentra LUCA, (del inglés, Last Universal Cellular
Ancestor): último antepasado común universal de
las células modernas, compartido por todos los
"seres vivos")
• Podría pensarse que la vida "transitó por la senda
de los sistemas hidrotermales" o, por qué no?, se
originó en ellos.

54. • Pero bien podríamos
colocar en la base un
manojo de raíces para
representar a la
"Comunidad ancestral
común de células
primitivas"
• a partir de la cual divergieron ramas que
dieron orígenes a los tres dominios actuales
y además surcar la grafica con enlaces
transversales entre ramas para indicar la
existencia de una transferencia horizontal
de genes.

56. GENERALIDADES DE LAS
BACTERIAS
• De acuerdo al “Árbol de la Vida de Woese”,
microbiólogo creador de la nueva taxonomía
molecular basada en la comparación entre
especies de la fracción del ARN ribosomal, se
proponen 3 dominios:
• Archaea, Bacteria y Eucarya, en los que se
incluye a todos los seres vivos, aunque
existen controversias.

58. • Los dominios Archeae y Bacteria corresponden a las
células procariotas, una de cuyas características es
la de carecer de membrana nuclear.
• Con base en el estudio de fósiles y modelos, se
calcula que emergieron hace unos 3.6 - 4 billones de
años.
• Importancia desarrollaron una pared celular o
membrana externa que les confirió, desde el
principio, de autonomía y protección con respecto a
su medio ambiente.
• Desde entonces constituyeron la forma de vida más
abundante en el planeta en términos de biomasa y
número de especies.

60. TIPIFICACIÓN BACTERIANA
• La tipificación de las bacterias se basa en el estudio
de sus características mediante técnicas que oscilan
entre las más sencillas tinciones y los más
complejos estudios moleculares.
• Una técnica útil y de bajo costo consiste en la
tinción de Gram y posterior observación de la
muestra mediante el microscopio de luz para
estudiar las bacterias, su forma, tipo de agrupación
y color: grampositivas o gramnegativas.
• La mayor parte de las bacterias puede ser ubicada
en uno de estos dos grupos o en un tercero, de
acuerdo a la ácido-alcohol resistencia que
presenten (Ziehl-Neelsen).

62. MORFOLOGÍA BACTERIANA
• Las bacterias que tienen forma esférica u
ovoide se denominan cocos. Si se tiñen de
azul con el Gram, se les llama grampositivos.
• Cuando los cocos se agrupan en cadenas, se
les denomina estreptococos
• Cuando lo hacen en racimos, se les llama
estafilococos
• También se pueden agrupar en pares que
reciben el nombre de diplococos.

63. • Las bacterias en forma de bastón reciben el nombre
de bacilos.
• Si al teñirlos con el Gram quedan de color rojo, se les
denomina gramnegativos.
• Los bacilos curvados que presentan espirales se
llaman espirilos, rígidos
• Algunas bacterias en espiral presentan formas fácilmente
reconocibles, como las espiroquetas, semejantes a un
tornillo o sacacorchos, flexibles.
• Las bacterias que carecen de pared celular tienen gran
plasticidad (micoplasmas) y adoptan una variedad de
formas.
• Las bacterias esféricas tienen un tamaño promedio de 1
micrómetro de diámetro, mientras que los bacilos miden 1.5
de ancho por 6 micrómetros de largo.

65. Ejemplos de formas y tinción bacterianas:
SEM. Staphylococcus aureus.
Cocos Gram positivos. CDC/
Matthew J. Arduino, DRPH
EM. Escherichia coli. Bacilos
cortos gram negativos no
esporulados, flagelados.
CDC/Janice Haney Carr
Campo
oscuro. Treponema
pallidum. Se le ubica
dentro de las
espiroquetas. CDC
SEM. Leptospira
interrogans.
Borrelia,
Leptospira y Treponema co
nforman las familias de
espiroquetas patógenas.
CDC

66. • GENÉTICA BACTERIANA
• El genoma bacteriano consiste en uno o más cromosomas, que
contienen los genes necesarios y una gran variedades de plásmidos que
generalmente codifican para genes no esenciales.
• El cromosoma está constituido por una doble hebra de DNA circular.
Presenta dominios de superenrrollamiento debido a que se dobla y
tuerce para ser almacenado en la célula, que en promedio, mide 1
micrómetro. Este genoma mide entre 1 - 6 millones de pares de bases de
DNA (es decir, de 1 - 6 Mb).
• El nombre nucleoide sirve para identificar a este DNA no confinado por
una membrana. Cuando la célula se encuentra en fase logarítmica (de
crecimiento rápido) pueden encontrarse varias copias cromosómicas,
completas o parciales.
• Las bacterias son microorganismos haploides y se dividen por fisión
binaria, cuyo tiempo de generación varia desde 20 minutos hasta varias
horas.
• Las bacterias pueden intercambian material genético mediante tres
mecanismos: transformación, conjugación y transducción.

67. ESTRUCTURA BÁSICA
• Citoplasma:
En el citoplasma se encuentran todas las enzimas necesarias
para división y metabolismo bacterianos, asimismo, cuenta
con ribosomas de menor tamaño en relación a células
eucariotas.
• No presenta mitocondrias, retículo endoplásmico ni cuerpo
de Golgi.
• Las enzimas para el transporte de iones se encuentran en la
membrana citoplásmica.
• Los pigmentos requeridos por bacterias fotosintéticas se
localizan en vesículas debajo de la mencionada membrana.
• Las reservas se observan como gránulos insolubles (azufre,
glucógeno, fosfatos y otros).
• La base del citoplasma es parecida a un gel en la que se
identifican vitaminas, iones, agua, nutrimentos, desechos, el
nucleoide y plásmidos.

69. Pared celular:
• Con la tinción de Gram, una proporción importante
de bacterias puede dividirse en dos grandes grupos:
grampositivas (se observan de color azul - debido al
colorante cristal violeta) y gramnegativas (pierden
el cristal violeta y conservan la safranina - se
aprecian de color rojo o rosado).

70. • La técnica se basa en las diferencias físicas
fundamentales de la pared celular y emplea
colorantes catiónicos (cristal violeta y safranina),
que se combinan con elementos cargados
negativamente.
• Las bacterias grampositivas cuentan con tres capas
externas: cápsula (en algunos casos), pared celular
gruesa y membrana citoplásmica.
• Las bacterias gramnegativas presentan cápsula
(algunas), una pared celular delgada, membrana
externa (que equivale al lipopolisacárido) y una
membrana interna (citoplasmática).

71. • La pared celular le da forma a la bacteria y su
composición varía entre bacterias.
• En bacterias grampositivas, consiste de varias capas
de peptidoglucano (formado por los azúcares N-acetilglucosamina
más N-acetilmurámico y un
tetrapéptido) que retienen el cristal violeta
utilizado en la tinción de Gram; otros componentes
de la pared incluyen redes de ácido teicoico y ácido
lipoteicoico.

72. • Las bacterias gramnegativas cuentan con dos
membranas (una externa y una interna) así como
una capa delgada de peptidoglucano entre ambas,
en el llamado espacio periplásmico.

75. Origen de los Eucariotas
• La abundancia de bacterias ofrece un rico
panorama para quién pueda alimentarse de ellas. A
pesar que no existe registro fósil, los paleobiólogos
especulan que algunos predadores primitivos eran
capaces de rodear a bacterias enteras como presa;
debieron haber sido bastante primitivos
(considerando la época, claro), ya que al ser
incapaces de realizar fotosíntesis y metabolismo
aeróbico metabolizaba de manera deficiente lo que
engullian.

76. • En 1980 Lynn Margulis (MIT), propuso la
teoría de la endosimbiosis para explicar el
origen de la mitocondria y los cloroplastos. De
acuerdo a esta idea un procariota grande o
quizás un primitivo eucariota fagocitó o rodeó
a un pequeño procariota hace unos 1500 a
700 millones de años.

78. • En vez de digerir al pequeño organismo, el grande y
el pequeño entraron en un tipo de simbiosis
conocida como mutualismo en el cual ambos se
benefician y ninguno es dañando.
El organismo grande pudo haber ganado un
excedente de ATP, provisto por la
"protomitocondria" o un excedente de azúcar
provisto por el "protocloroplasto", y haber proveído
al endosimbionte recién llegado de un medio
ambiente estable y de material nutritivo

79. • Con el tiempo esta unión se convirtió en algo tan
estrecho (la función regeneradora de ATP se delegó
a los orgánulos celulares) que las células eucariotas
heterotróficas no pueden sobrevivir sin
mitocondrias ni los eucariotas fotosintéticos sin
cloroplastos (la membrana que rodea al protoplasto
del eucariota no dispone de los componentes de la
cadena de transporte de electrones), y el
endosimbiota no puede sobrevivir fuera de la célula
huésped.

80. • Esta teoría también se aplica a
otros orgánulos celulares como
cilios, flagelos y microtúbulos,
originados por simbiosis entre
bacterias del tipo de los espirilos
y un eucariota primitivo.
• ¿Y el Núcleo?: su origen aún no
se ha podido explicar. Tal vez se
formó por una invaginación de la
membrana externa rodeó al
ADN....Lo cierto es que su
presencia determinó la aparición
de las células Eucarióticas.

84. • El término biología se acuña durante la Ilustración por:
Lamarck y Treviranus que, simultáneamente, lo utilizaron
para referirse al estudio de las leyes de la vida.
• El neologismo fue empleado por primera vez en Francia en
1802, por parte de Jean-Baptiste Lamarck en su tratado de
Hidrogeología
• En el mismo año, el naturalista alemán Treviranus había
creado el mismo neologismo en una obra en seis tomos
titulada Biología o Filosofía de la naturaleza viva: "la
biología estudiará las distintas formas de vida, las
condiciones y las leyes que rigen su existencia y las causas
que determinan su actividad."

85. • La historia de la Biología tradicionalmente ha
sido dividida en tres etapas de desarrollo,
cada una de estas se caracteriza por una serie
de descubrimientos y propuestas, un
desarrollo tecnológico y una forma de
organizar el pensamiento; estas etapas son:
• antigua
• moderna
• molecular.

87. • ,;,

88. •.

97. BIOLOGÍA MODERNA

100. • Dentro de esta época, destacan algunos investigadores que establecieron la
importancia de la célula en la estructura de los organismos, entre ellos tenemos
a los siguientes:
• Robert Hooke (1635 – 1703): Este investigador fue el primero en utilizar la
palabra “célula”.
• Marie Francois Bichat (1771 – 1802): Este médico estableció que los órganos
estaban formados por subunidades a las que llamó tejidos; también estableció
que dentro de los tejidos existía un nivel más bajo de organización,
posteriormente se descubre que este nivel inferior estaba formado por células.
• Robert Brown: En 1831 estableció que todos los tipos de célula tienen núcleo.
• Theodor Schwann y Mathias Schleiden: En 1838, estos dos biólogos alemanes
establecieron que la célula era la unidad anatómica y estructural de los seres
vivos. Estos son dos de los postulados de la Teoría Celular.
• Rudolf Virchow: En 1858 propone el tercer postulado de la teoría celular al
puntualizar que la célula es la unidad de origen.
• Otros investigadores de la época, destacaron al explicar la historia evolutiva de
las especies, el origen de la vida y los mecanismos de la herencia; entre ellos:
• Charles Darwin (1809 – 1882)
• Luis Pasteur (1822 – 1895)
• Gregor Johann Mendel (1822 – 1884)

101. •.

102. • Otro científico que hizo una gran
contribución a la biología fue Charles
Darwin, autor del libro denominado
El Origen de las Especies. En él
expuso sus ideas sobre la evolución
de las especies por medio de la
selección natural. Esta teoría originó,
junto con la teoría celular y la de la
herencia biológica, la integración de
la base científica de la biología
actual.
Charles Robert Darwin fue un
naturalista inglés que postuló que
todas las especies de seres vivos han
evolucionado con el tiempo a partir
de un antepasado común mediante
un proceso denominado selección
natural.

104. • La herencia biológica fue
estudiada por Gregor Mendel,
quien hizo una serie de
experimentos para estudiar
cómo se heredan las
características de padres a hijos,
con lo que asentó las bases de la
Genética.
• Uno de sus aciertos fue elegir
chícharos para realizar sus
experimentos, estos organismos
son de fácil manejo: ocupan
poco espacio, se reproducen con
rapidez, muestran características
fáciles de identificar entre los
padres e hijos y no son producto
de una combinación previa.

105. • Por otra parte, Louis Pasteur
demostró la falsedad de la
hipótesis de la generación
espontánea al comprobar que un
ser vivo procede de otro.
• El suponía que la presencia de
los microorganismos en el aire
ocasionaba la descomposición
de algunos alimentos y que
usando calor sería posible
exterminarlos, este método
recibe actualmente el nombre de
pasterización o pasteurización.
• Pasteur asentó las bases de la
bacteriología, investigó acerca
de la enfermedad del gusano de
seda; el cólera de las gallinas y
desarrolló exitosamente la
vacuna del ántrax para el ganado
y la vacuna antirrábica.

106. • ,.

110. BIOLOGÍA MOLECULAR

111. • Es el momento actual de la Biología, se inicia
aproximadamente en 1920 y se caracteriza
por el estudio de la estructura celular y sus
funciones, tanto a nivel fisiológico como a
nivel molecular.

112. • La invención del microscopio electrónico
• Los avances tecnológicos hicieron y han hecho
posible grandes logros en los distintos campos de la
Biología:
• investigación genética; actualmente ya no solo se
habla de mejoramiento genético de especies
animales y vegetales; hoy se habla sobre terapias
génicas, clonación, conocimiento total del genoma
humano, posibilidad de teñir la fibra del DNA y
relacionar la forma que presenta con alguna
enfermedad, etc.

113. • Otro hecho importante:
• es el estudio de la estructura y fisiología
celular a nivel molecular.

114. • La teoría celular, propuesta en 1839 por Matthias
Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que
todos los organismos están compuestos por células,
y que todas las células derivan de otras precedentes.
• De este modo, todas las funciones vitales emanan de
la maquinaria celular y de la interacción entre células
adyacentes; además, la tenencia de la información
genética, base de la herencia, en su ADN permite la
transmisión de aquélla de generación en
generación.2

115. • Existen dos grandes tipos celulares: las
procariotas (que comprenden las células de
arqueas y bacterias) y las eucariotas (divididas
tradicionalmente en animales y vegetales, si
bien se incluyen además hongos y protistas,
que también tienen células con propiedades
características

117. Alexander Ivánovich
Oparin, en su libro El origen
de la vida sobre la Tierra
(1936) dio una explicación
de cómo pudo la materia
inorgánica transformarse
en orgánica y cómo esta
última originó la materia
viva.

118. • James Watson y Francis Crick
elaboraron un modelo de la
estructura del ácido
desoxirribonucleico, molécula
que controla todos los procesos
celulares tales como la
alimentación, la reproducción y
la transmisión de caracteres de
padres a hijos. La molécula de
DNA consiste en dos bandas
enrolladas en forma de doble
hélice, esto es, parecida a una
escalera enrollada.

119. • NOMENCLATURA Y UNIDADES BIOLÓGICAS
• Con el fin de lograr la mayor precisión posible y tener un sistema
aceptable internacionalmente es costumbre usar términos latinos o
griesgos para designar especies y descubrimientos recientes.
• En cuanto a unidades de longitud las unidades más aceptadas son:
• La micra que es la milésima parte del milímetro
• El Amgstron que sería 1 mm = 100000000 A
• , en cuanto a unidades de peso:
• El microgramo con la equivalencia de 1 gr = 1 000 000 mcrg,
• El nanogramo 1 gr = 1 000 000 000
• El picogramo 1 gr = 1 000 000 000 000
• El Dalton, donde un dalton es la peso del átomo de hidrógeno,
• (una molécula de agua serían 18 dalton ).

122. Aída Ortega
(serie animales)

130. a) Dibujo esquemático de una
célula nerviosa que muestra el
movimiento de vesículas a lo largo
del axón siguiendo las vías de los
microtúbulos. Las vesículas se
mueven en ambas direcciones
dentro del axón.
b) Dibujo esquemático de la
organización de los microtúbulos
y los filamentos intermedios
(neurofilamentos) dentro de un
axón. Las vesículas que contienen
materiales transportados se unen
a los microtúbulos mediante
proteínas
de unión transversa, incluyendo
proteínas motoras como la
cinesina
y la dineína.

137. Cada monómero (paso 1) consiste en uno
de una amplia variedad de diferentes
polipéptidos que comparten organización
similar al tener dominios terminales
globulares separados por una larga región
o-helicoida).
Los pares de monómeros se asocian en
orientación paralela con sus terminaciones
alineadas para formar dímeros
(paso 2). Dependiendo del tipo de filamento
intermedio/ los dímeros pueden estar
compuestos de monómeros idénticos
(homodímeros) o no idénticos
(heterodímeros). Los dímeros, en cambio,
se asocian en forma
escalonada antiparalela para formar
tetrámeros {paso 3), que se supone son la
subunidad básica de ensamble de los
filamentos intermedios.
( paso 4).La organización de las
Modelo del ensamble y subunidades tetraméricas con el filamento
arquitectura del filamento
intermedio

138. Microfilamentos

139. • Los microfilamentos miden
cerca de 8 nm de diámetro
y se componen de la
proteína actina.
• Los términos "filamento de
actina", mícrofilamento", y
"actina F" son todos
sinónimos para este tipo de
filamento de doble cadena
• Según el tipo de célula y la
actividad en la que
participan los filamentos de
actina, se pueden organizar
en disposiciones altamente
ordenadas, redes
laxamente definidas o haces
apretados.
• la actina se identifica
como una proteína
principal en casi todos
los tipos de células
eucariotas observadas.

140. • Los monómeros de actina deben enlazarse a
un nucleótido de adenosina, por lo regular
ATP, antes de polirnerizarse.
• El papel del ATP en el ensamblado de la actina
es similar al del GTP en el ensamblado de
microtúbulos .
• El ATP relacionado con monómeros de actina
se hidroliza a ADP en algún momento luego de
su incorporación al filamento de actina en
crecimiento. Por consiguiente, cuando
• Las células están ensamblando filamentos de
actina a gran velocidad, el extremo del
filamento contiene un casquete de
subunidades actina-ATP que impide el
desensamblado del filamento y favorece su
ensamblado continuo.

141. • Los filamentos de actina participan en casi
todo tipo de procesos de movimiento en los
cuales ocurren las células.
• Las miosinas por lo general se dividen en dos
clases: la miosina convencional (tipo II) y la
no convencional (tipo I).
• Ambos tipos de miosina se presentan juntas
en muchas células eucariotas. Las moléculas
de tipo II son las mejor conocidas de los dos
tipos.

142. • Ensamblado de actina in vitro.
• a) Micrografía electrónica de un
filamento corto de actina marcado con
miosina 51
• y luego utilizado para nuclear la
polimerización de actina. La adición de
subunidades de actina ocurre con mayor
rapidez en el extremo
• barbudo (más) que en el puntiagudo
(menos) del filamento existente.
• b) Diagrama de la adición preferencial
de subunidades de actina en el extremo
más de un microfilamento y su pérdida
preferencial del extremo menos en un
ensayo in vitro. Como resultado, las
subunidades giran como rueda de
molino a través del filamento in vitro.
• (a: Cortesía de M.S. Runge y Tilomas D.
Pallará.)

143. • Todos los motores
• conocidos que operan
junto con filamentos de
actina son miembros
de la superfamilia
miosina.