Teoría Celular
La Unidad Estructural de los Seres Vivos
La Teoría Celular establece que la célula es la unidad estructural básica de todos los seres vivos. Todos los organismos, desde los más simples hasta los más complejos, están constituidos por una o más células. La célula realiza todos los procesos metabólicos necesarios para la vida y toda célula procede de otra ya existente. Además, es la unidad genética de todos los seres vivos.
Niveles de Organización
La materia tiene distintos niveles de organización, cada uno estructuralmente más complejo que el anterior. La célula es el primer nivel de organización que presenta las propiedades de la vida.
Tipos de Organización Celular
Células Procariotas
Las células procariotas son células simples que carecen de núcleo. Su material genético se encuentra disperso en el citoplasma. Ejemplos de organismos procariotas son las bacterias.
Estructura de la Célula Procariota:
- Pared celular
- Membrana plasmática
- Cromosoma bacteriano
- Fimbrias
- Ribosomas
- Flagelos
Células Eucariotas
Las células eucariotas son células más complejas que poseen un núcleo definido que contiene el material genético. Además, presentan numerosos orgánulos celulares que realizan funciones específicas.
Estructura de la Célula Eucariota:
- Membrana plasmática
- Núcleo
- Citoplasma
- Centrosoma
- Orgánulos celulares:
- Retículo endoplasmático
- Aparato de Golgi
- Ribosomas
- Mitocondrias
- Lisosomas
- Vacuolas
Modelos de Células Eucariotas:
- Célula animal
- Célula vegetal
El Núcleo Celular
El núcleo es la estructura más voluminosa de las células eucariotas. En él se encuentra la mayor parte del ADN celular, organizado en cromosomas.
Los Cromosomas
Los cromosomas son estructuras con forma filamentosa que aparecen durante la división celular. Su función es repartir la información genética contenida en el ADN de la célula madre a las células hijas.
Número de Cromosomas:
- Organismos haploides: poseen un solo juego de cromosomas.
- Organismos diploides: poseen un número par de cromosomas.
Tipos de Cromosomas:
- Metacéntricos: el centrómero está centrado en la parte media del cromosoma.
- Submetacéntricos: el centrómero está desplazado hacia uno de los lados.
- Acrocéntricos: el centrómero está muy desplazado hacia uno de los extremos.
- Telocéntricos: el centrómero se localiza en uno de los extremos.
El Cariotipo
El cariotipo es el conjunto de cromosomas de una especie. Se utiliza para estudiar las características cromosómicas de un individuo.
Tipos de Cromosomas en el Cariotipo:
- Heterocromosomas: intervienen en la determinación del sexo (XX en mujeres y XY en hombres).
- Autosomas: el resto de los cromosomas, que son iguales en ambos sexos.
El Ciclo Celular
El ciclo celular es la secuencia de modificaciones que sufre una célula desde su formación hasta que se divide originando dos células hijas. Se diferencian dos fases:
- Interfase o fase de no división
- Fase de división o fase M
La División Celular en las Células Eucariotas
Durante la división celular, se originan dos células hijas con idéntico número de cromosomas que la célula progenitora.
Mitosis o División del Núcleo:
- Profase: la cromatina se condensa y forma los cromosomas.
- Metafase: los cromosomas se disponen en el centro de la célula formando la placa ecuatorial.
- Anafase: las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan y se dirigen a polos opuestos de la célula arrastradas por los filamentos del huso acromático.
- Telofase: reaparece el núcleo y comienza a formarse la membrana nuclear.
La Meiosis
La meiosis es una división celular especial en la que una célula madre diploide (2n) da lugar a cuatro células hijas haploides (n). Este proceso es fundamental para la reproducción sexual.
Los Ácidos Nucleicos
Los ácidos nucleicos son moléculas que almacenan y transmiten la información genética.
Nucleótidos
Los nucleótidos son las unidades básicas de los ácidos nucleicos. Están compuestos por tres subunidades:
- Un grupo fosfato
- Un glúcido (pentosa)
- Una base nitrogenada (adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) o uracilo (U))
Tipos de Ácidos Nucleicos:
- ADN (ácido desoxirribonucleico): posee como pentosa la desoxirribosa y sus bases nitrogenadas son adenina, guanina, citosina y timina.
- ARN (ácido ribonucleico): posee como pentosa la ribosa y sus bases nitrogenadas son adenina, guanina, citosina y uracilo.
El ADN
El ADN contiene toda la información genética necesaria para el funcionamiento y desarrollo de un ser vivo.
El ARN
El ARN participa en la expresión de la información contenida en el ADN.
Tipos de ARN:
- ARNm (mensajero): copia la información del ADN y la transporta hasta los ribosomas.
- ARNr (ribosómico): se asocia a proteínas y forma los ribosomas, donde se sintetizan las proteínas.
- ARNt (transferencia): se une a aminoácidos y los transporta hasta el ribosoma para formar las proteínas.
La Replicación del ADN
El ADN tiene la capacidad de replicarse, es decir, puede realizar copias idénticas de sí mismo. Este proceso es fundamental para la transmisión de la información genética durante la división celular.
Las Explicaciones de Avery
Avery descubrió que la sustancia encargada de transformar las bacterias inofensivas en virulentas era el ADN. Esto demostró que el ADN era el portador de la información genética.
El Concepto de Gen
Desde el punto de vista estructural, un gen es un fragmento de ADN que contiene la información genética para un determinado carácter.
Desde el punto de vista funcional, un gen se define como un fragmento de ADN que lleva la información para sintetizar una proteína, necesaria para que se exprese un determinado carácter en un individuo.
Se denomina genoma al conjunto de genes de un organismo.
Las Mutaciones
Las mutaciones son cambios aleatorios que se producen en el ADN de un organismo. Constituyen una fuente de variabilidad genética y un motor para la evolución de las especies.
El Código Genético
El código genético es el conjunto de reglas que establece la correspondencia entre la secuencia de nucleótidos del ADN y la secuencia de aminoácidos de las proteínas. Cada molécula de ARNt porta en uno de sus extremos un aminoácido concreto. Además, tiene un triplete de nucleótidos llamado anticodón, complementario de un codón determinado del ARNm. Existen 64 codones posibles.
La Biotecnología
La biotecnología es la utilización de seres vivos o parte de ellos con el fin de obtener productos de interés para las personas.
La Ingeniería Genética
La ingeniería genética consiste en la manipulación del ADN de un organismo para conseguir un objetivo práctico.
Aplicaciones de la Ingeniería Genética:
- Alimentos transgénicos: para el retraso en la maduración, para mejorar la calidad, producción de sustancias, resistencia a herbicidas e insectos.
- Clonación reproductiva: conseguir individuos nuevos idénticos entre sí y al original.
- Clonación terapéutica: tiene como objeto tratar enfermedades y regenerar tejidos.
El Proyecto Genoma Humano
El Proyecto Genoma Humano nació en la década de 1980 con el objetivo de conocer el orden en que se disponen los nucleótidos en las cadenas del ADN de los cromosomas humanos.