- Tania Damaris Aguilar
- Maria Fernanda Aguilar
- Andrea Maria Marin
- Jaime Antonio Martinez
- Maira Martinez Miranda
- Ernesto Alonso Peñate
- Julia Andrea Portillo
- Nathaly Etelvina Vasquez
Principio de biología
Hay muchos constantes universales y procesos comunes que son fundamentales para conocer la forma de vida.
Todas las formas de vida están compuestas por Células basadas en una bioquímica que es la química de los seres vivos.
Problema
¿Cuál es la importancia de la Célula en el organismo de vida?
Hipótesis
“La Célula constituye la unidad estructural y funcional de todo ser vivo. ’’
Introducción:
Con el presente trabajo se pretende demostrar que la Célula es la parte fundamental y más importante del organismo de todo ser humano.
La aparición del primer organismo vivo sobre la tierra suele asociarse al nacimiento de la primera Célula, la cual es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo.
Los organismos vivos pueden clasificarse según el número de Células que posean: si solo tienen una, se denominan unicelulares; si posen más de dos se les denominan pluricelulares.
Obejetivo general:
Reconocer que la Célula es la parte fundamental para todo ser vivo.
Objetivo especifico:
Reconocer que el cuerpo humano esta constituido por billones de Células.
Explicar las funciones que desarrolla la Célula en el organismo vivo.
Metas:
Reconocer en un 75% que la Célula es la unidad básica de todo ser humano.
Identificar en un 99% las partes fundamentales de la célula en el organismo.
Justificación:
Nuestro trabajo es de gran provecho ya que podemos identificar los principales componentes y funcionamientos tanto de la Célula Animal como la Célula Vegetal como lo hemos adquirido con nuevos y valiosos conocimientos.
El trabajo servirá como una guía experimental esperando que sea de mucha utilidad para quienes lo lean y que permitan igualmente difundir lo que hemos hecho.
Nuestro trabajo no solo beneficiara a los estudiantes sino aquellas personas que deseen tener un poco mas de conocimiento del tema. Se beneficiara de una forma clara donde el conocimiento llegara a ser más significativo.
Esperamos con lo encontrado en este trabajo sea de mucha utilidad para quienes lo consulten ya sea por la falta de conocimientos a cerca de la Célula y el funcionamiento de esta. A lo largo de este trabajo se ha tratado de explicar ordenadamente y con el mejor detalle posible ; lo que hemos hecho es lograr llenar algún conocimiento vacio brindado de una mejor información.
Marco teórico:
¿QUE ES UNA CELULA?
Célula, unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas son organismos pluricelulares que están formados por muchos millones de células, organizadas en tejidos y órganos. Aunque los virus y los extractos acelulares realizan muchas de las funciones propias de la célula viva, carecen de vida independiente, capacidad de crecimiento y reproducción propios de las células y, por tanto, no se consideran seres vivos. La biología estudia las células en función de su constitución molecular y la forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano. Para poder comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen.
CARACTERISTICAS DE LA CELULA
Hay células de formas y tamaños muy variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una micra o µm (1 µm es igual a una millonésima de metro) de longitud. En el extremo opuesto se encuentran las células nerviosas, corpúsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden alcanzar varios metros de longitud (las del cuello de la jirafa constituyen un ejemplo espectacular). Las células vegetales tienen habitualmente más de 100 µm de longitud (pudiendo alcanzar los 2-5 cm en las algas verdes) y forma poligonal, ya que están encerradas en una pared celular rígida. Las células de los tejidos animales suelen ser compactas, entre 10 y 20 µm de diámetro y con una membrana superficial deformable y casi siempre muy plegada.
Pese a las muchas diferencias de aspecto y función, todas las células están envueltas en una membrana —llamada membrana plasmática— que encierra una sustancia rica en agua llamada citoplasma. En el interior de las células tienen lugar numerosas reacciones químicas que les permiten crecer, producir energía y eliminar residuos. El conjunto de estas reacciones se llama metabolismo (término que proviene de una palabra griega que significa cambio). Todas las células contienen información hereditaria codificada en moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN); esta información dirige la actividad de la célula y asegura la reproducción y el paso de los caracteres a la descendencia. Estas y otras numerosas similitudes (entre ellas muchas moléculas idénticas o casi idénticas) demuestran que hay una relación evolutiva entre las células actuales y las primeras que aparecieron sobre la Tierra.
COMPOSICION QUIMICA
En los organismos vivos no hay nada que contradiga las leyes de la química y la física. El 99% del peso de una célula está dominado por 6 elementos químicos: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre. El agua representa el 70% del peso de una célula, y gran parte de las reacciones intracelulares tienen lugar en el medio acuoso y en un intervalo de temperaturas pequeño. La química de los seres vivos, objeto de estudio de la bioquímica, está dominada por moléculas de carbono. La química de los organismos vivos es muy compleja, más que la de cualquier otro sistema químico conocido. Está dominada y coordinada por polímeros de gran tamaño (macromoléculas), moléculas formadas por encadenamiento de moléculas orgánicas pequeñas que se encuentran libres en el citoplasma celular. En una célula existen 4 familias de moléculas orgánicas pequeñas: azúcares (monosacáridos), aminoácidos, ácidos grasos y nucleótidos. Los tipos principales de macromoléculas son las proteínas, formadas por cadenas lineales de aminoácidos; los ácidos nucleicos, ADN y ARN, formados por nucleótidos, y los oligosacáridos y polisacáridos, formados por subunidades de monosacáridos. Los ácidos grasos, al margen de suponer una importante fuente alimenticia para la célula, son los principales componentes de la membrana celular. Las propiedades únicas de todos estos compuestos permiten a células y organismos alimentarse, crecer y reproducirse.
CELULAS PROCARIOTICAS Y PROCARIOTICAS.
Entre las células procarióticas y eucarióticas hay diferencias fundamentales en cuanto a tamaño y organización interna. Las procarióticas, que comprenden bacterias y cianobacterias (bacterias fotosintéticas), son células pequeñas, de entre 1 y 10 µm de diámetro, y de estructura sencilla; carecen de citoesqueleto, retículo endoplasmático, cloroplastos y mitocondrias. El material genético (ADN) está concentrado en una región, pero no hay ninguna membrana que separe esta región del resto de la célula. Las células eucarióticas, que forman todos los demás organismos vivos, incluidos protozoos, plantas, hongos y animales, son mucho mayores (entre 10 y 100 µm de longitud) y tienen el material genético envuelto por una membrana que forma un órgano esférico conspicuo llamado núcleo. De hecho, el término eucariótico deriva del griego ‘núcleo verdadero’, mientras que procariótico significa ‘antes del núcleo’.
DIVISION CELULAR.
Las plantas y los animales están formados por miles de millones de células individuales organizadas en tejidos y órganos que cumplen funciones específicas. Todas las células de cualquier planta o animal han surgido a partir de una única célula inicial —el óvulo fecundado— por un proceso de división. El óvulo fecundado se divide y forma dos células hijas idénticas, cada una de las cuales contiene un juego de cromosomas idéntico al de la célula parental. Después, cada una de las células hijas vuelve a dividirse de nuevo, y así continúa el proceso. Salvo en la primera división del óvulo, todas las células crecen hasta alcanzar un tamaño aproximado al doble del inicial antes de dividirse. En este proceso, llamado mitosis, se duplica el número de cromosomas (es decir, el ADN) y cada uno de los juegos duplicados se desplaza sobre una matriz de microtúbulos (huso mitótico) hacia un polo de la célula en división, y constituirá la dotación cromosómica de cada una de las dos células hijas que se forman.
DIFERENCIACION.
Las células que constituyen los distintos tejidos de un organismo pluricelular suelen presentar diferencias muy notables en estructura y función a pesar de tener genomas idénticos. Las diferencias entre una célula nerviosa, una célula hepática y un eritrocito de un mamífero, por ejemplo, son tan extremas que cuesta creer que todas ellas contengan la misma información genética. Como todas las células de un animal o vegetal se forman a través de divisiones sucesivas de un único óvulo fecundado, casi todas ellas tienen la misma información genética. Se diferencian unas de otras porque sintetizan y acumulan juegos distintos de moléculas de ARN y proteínas sin alterar la secuencia del ADN. Este proceso, llamado diferenciación, se basa en la activación y desactivación selectiva de genes en una sucesión programada. Con frecuencia, los cambios en la expresión génica son heredables y, por tanto, las células pueden estar hereditariamente predispuestas a desarrollarse hacia un tipo especializado de células antes del inicio del proceso de diferenciación. Estos cambios orquestados de las características celulares suelen ser irreversibles, de modo que una célula nerviosa humana no puede transformarse en leucocito ni volver al estado de división rápida característico de las células embrionarias inmaduras de las que procede.
UNIONES INTERCELULARES.
Para formar un organismo pluricelular, las células no solo deben diferenciarse en tipos especializados, sino también unirse para constituir tejidos y órganos. Los organismos eucariotas han satisfecho esta necesidad de distintas formas a lo largo de la evolución. En las plantas superiores, las células no solamente se mantienen conectadas por puentes citoplásmicos llamados plasmodesmos, sino que además están sólidamente unidas entre sí a través de las paredes celulares rígidas de celulosa que las envuelven y que ellas mismas han generado. En casi todos los animales, las células están unidas por una red laxa de grandes moléculas orgánicas extracelulares (la llamada matriz extracelular) y por adherencia entre membranas plasmáticas. La matriz está compuesta fundamentalmente por 3 proteínas productoras de fibras: colágeno, elastina y fibronectina. Además, las células que están en contacto directo se conectan por unas zonas de la membrana plasmática denominadas uniones celulares. A menudo, las uniones entre células permiten que estas se dispongan en forma de capa pluricelular o epitelio. Las láminas epiteliales suelen formarse a partir del límite externo de los tejidos y órganos, y constituyen una barrera superficial que regula la entrada y salida de materiales.
SEÑALES CELULARES
Durante el desarrollo del embrión, cada tipo de célula queda programada para responder de una forma concreta; por tanto, debe haber un sistema que haga circular mensajes o señales entre las células. La célula debe asimismo trabajar en armonía con el medio en que se encuentra; en un organismo pluricelular, esto significa colaborar con las células vecinas. La importancia de estos ‘controles sociales’ se hace aparente cuando fallan y la división celular se produce de forma descontrolada; se genera entonces un tumor canceroso. Las células coordinan sus numerosas actividades por medio de un sistema de señalización de reacciones que cumple una función comparable a la de la instalación eléctrica de un automóvil o el sistema nervioso de un animal de pequeñas dimensiones. Una serie de moléculas de señalización, en muchos casos producidas por otras células, actúan sobre receptores de la superficie celular que funcionan a modo de antenas iniciando cascadas de reacciones bioquímicas dentro del citoplasma. Estas moléculas suelen ser de 3 clases: neurotransmisores, hormonas y mediadores químicos locales. Los cambios de concentración de determinados iones y moléculas regulan la actividad de las proteínas y la expresión de los genes.
CICLO CELULAR.
Ciclo celular, secuencia de etapas o fases que atraviesa una célula entre una división y la siguiente.
En los organismos procariotas, la duplicación del ácido desoxirribonucleico (ADN) y su posterior distribución o segregación en las dos células hijas sucede de forma simultánea, según un proceso continuo cuya frecuencia depende de la especie y de las condiciones ambientales. Al mismo tiempo que el ADN (que tiene forma de anillo) se replica, formándose un anillo nuevo, la célula se alarga y estrecha para dividirse y formar así dos células hijas, en cada una de las cuales se reparte una copia del ADN. En los procariotas, por tanto, se habla propiamente de una escisión binaria, proceso más simple que la mitosis, que es típica de las células eucariotas. En definitiva, no se distingue un ciclo celular propiamente dicho.
En los organismos eucariotas, la división celular por mitosis es un proceso complejo que requiere no sólo la replicación del patrimonio genético de la célula madre y su posterior distribución a las células hijas, sino también la duplicación de todos los componentes intracelulares que serán necesarios para la constitución de una nueva célula.
La regulación del ciclo celular es decisiva para el desarrollo normal de los organismos pluricelulares. En la década de 1980, se confirmó que los procesos que regulan los principales acontecimientos del ciclo celular son fundamentalmente similares en todas las células eucariotas.
El ciclo celular está dividido en cuatro fases principales. La célula recién dividida por mitosis comienza el estadio denominado G1 (G procedente del inglés gap, que significa ‘intervalo’), donde la célula crece y aumenta de tamaño. En los organismos diploides, las células contienen una cantidad diploide de cromosomas (2n), con una copia heredada de cada progenitor. Cuando la célula ha alcanzado cierto tamaño entra en la fase S (síntesis), que implica la duplicación del ADN formándose una copia de cada cromosoma. Después de atravesar la fase G2, donde la célula comprueba que se ha completado correctamente la replicación del ADN y se produce la síntesis de los componentes necesarios para la mitosis, se inicia la llamada fase M (mitosis) que concluye con el nacimiento de las dos células hijas. La fase M se divide en varias etapas: durante el periodo de profase, los cromosomas se condensan gracias a la mayor compactación del ADN. Durante la metafase las cromáticas hermanas producidas por la replicación del ADN en la fase S se alinean en el centro de la célula permaneciendo adheridas a la altura del centrómero y de múltiples puntos a lo largo de toda su longitud. En la anafase, las cromáticas hermanas se separan y se desplazan hacia polos opuestos del huso mitótico, con lo que una de las dos cromáticas hermanas se distribuye a cada célula hija. Finalmente, en la telofase (última fase de la mitosis) los cromosomas segregados se descondensan y se produce la división física del citoplasma en dos células hijas, proceso denominado citocinesis. Después de la división, las células regresan a la fase G1 y el ciclo celular se completa.
Las células postmitóticas de organismos multicelulares pueden 'salir' del ciclo celular y permanecer sin proliferar durante días, semanas o en algunos casos durante toda la vida del organismo (es el caso de las neuronas y de las células del cristalino del ojo). Estas células abandonan el ciclo celular en fase G1 y entran en una fase llamada G0 (quiescencia). Las células en G0 que retornan al ciclo celular entran en la fase S.
En la mayoría de las células de mamífero, el ciclo celular se completa en 10-30 horas: la fase M dura como media 30 minutos; la fase G1, 9 horas; la fase S, 10 horas; y la fase G2, de 2 a 5 horas. En contraposición, en levaduras de proliferación rápida el ciclo completo dura aproximadamente 90 minutos.
Para todos los organismos es esencial que las diferentes fases del ciclo celular estén correctamente coordinadas, es decir, las fases deben seguir un orden estricto y cada una de ellas debe completarse antes de que se inicie la siguiente. Los errores que surgen durante la coordinación del proceso pueden conducir a alteraciones cromosómicas importantes, como por ejemplo a la pérdida de cromosomas completos o parte de ellos, o a la distribución inadecuada del material genético en las dos células hijas. Por tanto, el control del ciclo celular eucariota es muy estricto y está regulado por proteínas denominadas protein cinasas (o protein quinasas), cuya función es la de activar determinadas proteínas por fosforilación. A su vez, las concentraciones de estas enzimas se encuentran reguladas por otras proteínas, llamadas ciclinas, que aumentan y disminuyen durante el ciclo celular. Por tanto, estos complejos proteicos se denominan protein cinasas dependientes de ciclinas (CDK) y sólo son activos si están constituidos por una subunidad ciclina y una subunidad catalítica protein cinasa, ya que las ciclinas son las enzimas que determinan qué proteínas serán fosforiladas por el complejo CDK-ciclina, y de esta manera regulan el avance de la célula a través del ciclo celular.
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