ASPECTOS EVOLUTIVOS DE LA CELULA

ASPECTOS EVOLUTIVOS DE LA CELULA

• Carl Woese (1980) denominó protobionte o progenote al antepasado común de todos los organismos y representaría la unidad viviente más primitiva, pero dotada ya de la maquinaria necesaria para realizar la transcripción y la traducción genética. De este tronco común surgirían en la evolución tres modelos de células procariotas :

arqueas

eucariotas

bacterias

Durante un período de más de 2000 millones de años, solamente existieron estas formas celulares, por lo que se puede pensar que se adaptaron a vivir en todos los ambientes posibles y "ensayarían" todos los posibles mecanismos para realizar su metabolismo.

La evolución celular se produjo en estrecha relación con la evolución de la atmósfera y de los océanos. La teoría más aceptada es que :

las primeras células serían heterótrofas anaerobias, utilizarían como alimento las moléculas orgánicas presentes en el medio. Como estas moléculas terminarían por agotarse, podría haber ocurrido una primera crisis ecológica, si no hubiera sido porque en algún momento de la evolución celular...

algunas células aprendieron a fabricar las moléculas orgánicas mediante la fijación y reducción del CO2. Se iniciaba así la fotosíntesis, como un proceso de nutrición autótrofa. El empleo del agua en la fotosíntesis como donante de electrones, tuvo como origen la liberación de O2 y por tanto la transformación de la atmósfera reductora en la atmósfera oxidante que hoy conocemos.

Empezó una revolución del oxígeno que causaría la muerte de muchas formas celulares para las que fue un veneno, otras se adaptarían a su presencia y ...

algunas células aprendieron a utilizarlo para sus reacciones metabólicas, lo que dio lugar a la respiración aerobia, realizando una nutrición heterótrofa aerobia.

Estas formas celulares tienen organización procariota y son de pequeño tamaño. A partir de ellas, se piensa que evolucionaron las células eucariotas.

El siguiente paso en la evolución celular fue la aparición de las eucariotas hace unos 1.500 millones de años. Lynn Margulis, en su teoría endosimbiótica propone que se originaron a partir de una primitiva célula procariota, que perdió su pared celular, lo que le permitió aumentar de tamaño, esta primitiva célula conocida con el nombre de eucariota. Esta célula en un momento dado, englobaría a otras células procariotas, estableciéndose entre ambos una relación endosimbionte.

Algunas fueron las precursoras de los peroxisomas, con capacidad para eliminar sustancias tóxicas formadas por el creciente aumento de oxígeno en la atmósfera.

Otras fueron las precursoras de las mitocondrias, encargadas en un principio de proteger a la célula huésped contra su propio oxígeno.

Por último, algunas células procariotas fueron las precursoras de los cloroplastos .

De hecho, mitocondrias y cloroplastos son similares a las bacterias en muchas características y se reproducen por división. Poseen su propio ADN y poseen ARN ribosómicos semejantes a los de las bacterias.

POSTULADOS DE LA TEORIA CELULAR

• Los postulados de la teoría celular son:

1. Todo en los seres vivos está formado por células o por sus productos de secreción. La célula es la unidad anatómica de la materia viva, y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.

2. Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula e cellula).

3. Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energia con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.

4. Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética.

ASPECTO GENETICO D ELA CELULA

El núcleo de cada una de las células del organismo contiene el denominado material genético, es decir las espirales de ADN (ácido desoxirribonucleico) dispuestas de manera compleja para formar los cromosomas. Las células humanas contienen 23 pares de cromosomas (46 en total), incluidos un par de cromosomas sexuales.

La molécula de ADN es una hélice larga y doble, semejante a una escalera de caracol. Los eslabones de esta cadena, que determinan el código genético de cada individuo, se componen de pares de cuatro tipos de moléculas denominadas bases (adenina, timina, guanina y citosina). La adenina se empareja con la timina y la guanina con la citosina. El código genético está escrito en tripletes, de manera que cada grupo de tres eslabones de la cadena codifica la producción de uno de los aminoácidos, los cuales son los componentes que constituirán las proteínas.

La hélice de ADN se abre longitudinalmente cuando una parte de esta molécula controla activamente alguna función de la célula. Una rama de la hélice abierta queda inactiva mientras que la otra actúa como patrón para formar una rama complementaria de ARN (ácido ribonucleico). Las bases del ARN se ordenan en la misma secuencia que las bases de la rama inactiva del ADN, con la diferencia de que el ARN, en vez de timina, contiene una base denominada uracilo. La copia de ARN, llamada ARN mensajero (ARNm), se separa del ADN, abandona el núcleo, pasa al citoplasma de la célula y se une a los ribosomas, donde tiene lugar la biosíntesis de las proteínas. El ARNm transmite al ribosoma la información sobre la secuencia de aminoácidos que se necesitan para construir una proteína específica y el ARN transportador (ARNt), un tipo de ARN mucho más pequeño, conduce los aminoácidos al ribosoma. Cada molécula de este ARNt transporta e incorpora un aminoácido a la cadena de proteína que se está sintetizando.

Un gen contiene la información necesaria para construir una proteína. Los genes varían de tamaño según el tamaño de la proteína y se ordenan en una secuencia específica en los cromosomas. Se denomina "locus" a la localización de cada gen en particular.

Los dos cromosomas sexuales determinan el sexo del feto. El varón tiene un cromosoma sexual X y uno Y; la mujer tiene dos cromosomas X, de los cuales sólo uno es activo. El cromosoma Y contiene relativamente pocos genes pero uno de ellos determina el sexo. En los varones se expresan casi todos los genes del cromosoma X, ya sean dominantes o recesivos. Los genes del cromosoma X se denominan genes ligados al sexo o al cromosoma X.

ASPECTOS BIOQUIMICOS DE LA CELULA

LOS GLUCIDOS

Monosacáridos

En la naturaleza existen 3 tipos de monosacáridos:

-los que contienen en su molécula 3 átomos de carbono llamados triosas. Dentro de ellos existen dos fundamentales en el metabolismo celular son el gliceraldehido y la dihidroxiacetona

-de 5 átomos de carbono llamados pentosas y dentro de ellos están la ribulosa(esencial en la fotosíntesis), la ribosa(es uno de lo componentes esenciales de ARN)y la desoxirribosa(uno de los componentes esenciales del ADN)

-de 6 átomos de carbono llamadas hexosa y dentro de las cuales están: la glucosa(molécula energética por excelencia en todos los seres vivos), la galactosa(azúcar esencial en la nutrición primera de los mamíferos)y la fructosa(azúcar fundamental de los vegetales.

Disacáridos

Los más importantes son:

-la maltosa o azúcar de malta. Esta formado por la unión de dos glucosas. Se encuentra en abundancia en la cebada y otros cereales.

-la sacarosa o azúcar comun. Esta formado por la unión de una glucosa y una fructosa; se acumula con facilidad en los vegetales pero sobre todo en la remolacha y en la caña de azúcar pudiéndose extraer y cristalizar con facilidad.

-La actosa o azúcar de leche. Esta formado por la unión de una glucosa y una galactosa. Se encuentra presente en la leche de las hembras de los mamíferos en proporción variable dependiendo de la especie animal de la que se trate. En la leche de la especie humana se encuentra en mayor proporción y en la leche de la hembra de rinoceronte se encuentra en una proporción muy pequeña. Es el único elemento del cual los recién nacidos pueden obtener energía útil durante la 1º etapa de su vida.

Polisacáridos

-Almidón(vegetal)

-Energéticos

(reserva) -Glucogeno(animal)

Polisacáridos

-Celulosa(vegetal)

-Estructurales

(plásticos)

-Quitina(animal)

-Los energéticos se sintetizan como elementos de reserva para poder utilizarlos cuando la célula necesita energía y no puede disponer de otra externa. Los más importantes son:

El almidón que lo sintetizan todos los vegetales; esta formado por muchas glucosas que se unen entre sí formando dos tipos de largas cadenas llamadas amilosa y amilipeptina, estas cadenas se unen entre sí formando unas estructuras muy compactas que se condensan en pequeños granos. El organismo vegetal los puede acumular en el interior de la célula o formar órganos específicos para producir su despensa.

El glucogeno un polisacárido de reserva

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