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Células - Biología


Tiempo

Las siguientes partes de esta práctica de laboratorio deben realizarse primero porque requerirán tiempo después de su configuración. Deben realizarse en el orden que se muestra a continuación.

  1. La ósmosis en células de papa toma 60 minutos después de que se configura el experimento. Haga clic en el enlace o desplácese para ir a esa sección del laboratorio.
  2. Una célula artificial tarda 40 minutos después de su instalación.
  3. La difusión en un líquido toma el resto del período de laboratorio después de que se configura.

Una vez que haya comenzado las tres partes enumeradas anteriormente, debe completar el resto del laboratorio (a continuación

Introducción

Todos los organismos están compuestos por células. Las células son las estructuras más pequeñas que viven; son la unidad de la vida. En la naturaleza existen dos tipos de células muy diferentes. Los procariotas son el tipo de organismo más simple (ejemplo: bacterias). Sus células carecen de muchas de las estructuras (orgánulos) que se encuentran típicamente en células más complejas. Todos los demás organismos contienen células considerablemente más complejas. Estos organismos incluyen todas las plantas, animales, hongos y protistas.

Examinaremos las células procariotas en este ejercicio, pero examinaremos los detalles de la estructura de las células eucariotas.

La membrana plasmática es de vital importancia para regular el paso de materiales dentro y fuera de la célula. Veremos que las células pequeñas tienen una gran proporción de superficie a volumen, por lo tanto, más membrana plasmática para dar servicio a su contenido.

La membrana plasmática es diferencialmente permeable, es decir, algunas moléculas, como el agua, pueden pasar pero otras no. Estudiaremos algunas características que resultan de esta propiedad.

Examen de células procariotas

Los siguientes ejercicios requieren el uso de un microscopio. Haga clic aquí para obtener instrucciones sobre el uso del microscopio.

  1. Examine un portaobjetos de tipos de bacterias a alta potencia (400 X). El portaobjetos contiene células esféricas (cocos), células en forma de bastón (bacilos) y células en forma de espiral (espirilla). Dibuja varias celdas. Las bacterias en forma de varilla en el portaobjetos están unidas de un extremo a otro formando filamentos filiformes. Si observa con atención, puede sembrar las células individuales que componen el filamento. Escribe la ampliación utilizada junto a tu diagrama. Tenga en cuenta el tamaño de estas células en comparación con las células eucariotas.

  2. Las cianobacterias son procariotas fotosintéticas y pueden estar conectadas en cadenas o filamentos. Examine un portaobjetos de cianobacterias como Anabaena bajo alta potencia (400X). Dibuja cianobacterias representativas en tu cuaderno.

Examen de células eucariotas

Examinaremos un organismo llamado ameba como ejemplo de célula eucariota.

  1. Prepara una diapositiva de vivo Ameba. Utilice un gotero para obtener una muestra del fondo del frasco de cultivo. Puede haber una semilla de trigo en el fondo del frasco. Trate de obtener una gota del fondo cerca de la semilla. Si vivo Ameba no están disponibles, observe una diapositiva preparada de Ameba.

  2. Identifica los pseudópodos. Si también está viendo un portaobjetos preparado que ha sido teñido, también debería poder ver el núcleo. Tenga en cuenta que la célula es mucho más grande que las células procariotas (arriba) y está llena de numerosos orgánulos. Las funciones de algunos de estos orgánulos se discutirán más adelante.

  3. Dibuja un Ameba en su cuaderno e indique el aumento utilizado.

Observación de una célula vegetal viva

  1. Prepare un montaje húmedo de un Elodea hoja. Vea la celda a baja y alta potencia. Utilice el enfoque fino para enfocar hacia arriba y hacia abajo en una celda. Las celdas por encima y por debajo de su celda pueden interferir con su visualización. Identifica la pared celular y los cloroplastos. Si su muestra es fresca, debería poder ver los cloroplastos moviéndose dentro de la célula.

  1. Observe que hay pocos cloroplastos en el centro de la celda. Este espacio está ocupado por la vacuola central.

  2. Dibuja un Elodea celda e indique el aumento utilizado.

Debajo: Elodea 100X y 400X.

Células animales
  1. Si no ha observado células de la mejilla humana en un ejercicio de laboratorio anterior, prepare una preparación húmeda utilizando el siguiente procedimiento.

    Raspe el interior de su mejilla con un palillo y frótelo en un portaobjetos seco.

    Agregue una gota de azul de metileno para teñir las células. Esto los hará más fáciles de ver.

    Coloque un cubreobjetos en el portaobjetos como se describe anteriormente y observe las celdas a baja potencia y luego a alta potencia.

  2. Identifica el núcleo.

  3. ¿En qué se diferencian estas células animales de las Elodea (¿células vegetales? Vea sus dibujos de células vegetales y animales típicas para ayudar con la respuesta a esta pregunta.

  4. Dibuja una celda de la mejilla.

Abajo: células de la mejilla humana 100X. Haga clic en la fotografía para ver una ampliación.

Difusión y Osmosis

La difusión es el movimiento de moléculas desde un área de mayor concentración a un área de menor concentración. El movimiento se debe a colisiones moleculares, que ocurren con mayor frecuencia en áreas de mayor concentración.

Difusión

Difusión en un líquido
  1. Cree una hipótesis para el experimento que se describe a continuación.

  2. Obtenga una placa de Petri y agregue suficiente agua para cubrir el fondo.

  3. Coloque el plato sobre una regla de modo que la escala métrica cruce el centro del plato.

  4. Deje que el agua permanezca quieta durante un minuto, luego agregue un cristal de permanganato de potasio en el centro del plato.

  5. Mide qué tan lejos se difundieron las moléculas después de 10 minutos. La distancia debe medirse desde el cristal hasta el borde del área púrpura (o el diámetro del área púrpura / 2).

  6. Calcule la tasa de difusión por hora.

  7. Observe el plato al final del período de laboratorio. ¿Se difundió el permanganato de potasio por todo el plato al final del período de laboratorio?

  8. Una vez configurada esta parte, debe volver a la parte superior de esta página y completar el resto de esta práctica de laboratorio.
Difusión en una gelatina

Se han agregado varias gotas de tinte a los tubos que contienen una gelatina transparente.

  1. Obtenga uno de estos tubos que se preparó durante la semana pasada y mida hasta qué punto se difundió el tinte.

  2. Registre la cantidad de horas que el tinte se ha estado difundiendo.

  3. Calcule la tasa de difusión por hora.

  4. Obtenga un tubo que haya sido preparado el semestre pasado. ¿Qué sucedió?

Se añadió tinte al tubo superior 3 días antes de que se tomara la fotografía. Se añadió tinte al tubo central 157 días antes de la fotografía y el tubo inferior fue de 370 días. ¿Cómo se compara la velocidad de difusión en una gelatina con su experimento con difusión en agua?

Ósmosis

El centro de las membranas celulares contiene las colas de ácidos grasos apolares de moléculas de fosfolípidos. Debido a esta gran área no polar, las partículas cargadas y las moléculas polares grandes no pueden difundirse a través de la membrana. Pequeñas moléculas polares como el agua pueden difundirse a través de la membrana.

La ósmosis es la difusión de agua a través de una membrana de permeabilidad diferencial (ver "Difusión" más arriba).

Ocurre cuando un soluto (ejemplo: sal, azúcar, proteína, etc.) no puede atravesar una membrana pero el solvente (agua) sí. El agua siempre se mueve desde donde está más concentrada (tiene menos solutos) hacia donde está menos concentrada.

En general, el agua se mueve hacia el área con una mayor concentración de solutos porque tiene una menor concentración de agua.

En el recipiente del lado izquierdo del diagrama, el agua entrará en la celda porque está más concentrada en el exterior. En el dibujo del centro, el agua está más concentrada dentro de la celda, por lo que se moverá hacia afuera. Si la concentración de soluto es la misma en el interior que en el exterior, la cantidad de agua que sale será aproximadamente igual a la que entra.

Presión osmótica es la fuerza de la ósmosis. En el diagrama de arriba, la celda de la izquierda se hinchará. La presión dentro de la célula es presión osmótica.

Células Artificiales

Los tubos de diálisis se pueden utilizar para simular la permeabilidad selectiva de las membranas celulares y para demostrar la ósmosis. Los poros dentro del tubo restringen el paso de moléculas grandes pero permiten el paso de moléculas de agua. En las membranas biológicas, las moléculas polares grandes, como por ejemplo, no pueden cruzar la región polar de la bicapa lipídica, pero pueden pasar moléculas pequeñas como el agua. Las moléculas de azúcar se utilizan en el experimento siguiente porque son grandes y no pueden atravesar el tubo.

  1. Cree una hipótesis para el experimento que se describe a continuación.

  2. Corte dos piezas de tubo de diálisis de aproximadamente 15 cm de longitud cada una.

  3. Humedezca los tubos con agua y luego sujete un extremo. Se pueden utilizar abrazaderas de plástico o espuma. Las instrucciones para usar las abrazaderas de espuma se encuentran a continuación. Haga clic en una imagen para ver una ampliación.

  1. Enjuague los tubos con agua para que se puedan abrir.

  2. Llene un tubo hasta la mitad con una solución de melaza al 50%.

  3. Llene el otro tubo hasta la mitad con agua desionizada.

  4. Sujete el otro extremo de cada tubo. Asegúrese de dejar suficiente espacio en el tubo para que entre el agua.

  5. Enjuague cada tubo con agua y déjelos gotear durante unos 10 segundos para eliminar el exceso de humedad.

  6. Coloque una bandeja de pesaje de plástico en la báscula y ponga a cero la báscula. Pese cada tubo con una precisión de 0,1 g. Asegúrese de poner a cero la balanza y la bandeja de pesaje antes de pesar el segundo tubo. No coloque la bolsa directamente sobre el plato de pesaje de metal de la báscula y no gotee líquidos sobre la báscula porque esto podría dañar la báscula.

  7. Coloque el tubo que contiene melaza en un vaso de precipitados que contenga agua desionizada. El vaso de precipitados debe contener suficiente agua para cubrir el tubo.

  8. Coloque el tubo que contiene agua desionizada en un vaso de precipitados que contenga una solución concentrada de sacarosa (azúcar). Use suficiente solución de sacarosa para cubrir el tubo.

  9. Vuelva a pesar cada tubérculo después de 10, 20, 30 y 40 minutos. Asegúrese de utilizar una bandeja de pesaje de plástico y de poner a cero la balanza antes de colocar el tubo en la bandeja de pesaje.

  10. Registre sus datos en una tabla en su cuaderno.

  11. Trace sus resultados usando un gráfico en su cuaderno. Si su cuaderno no tiene una cuadrícula (no tiene cuadrícula ni regla de gráfico), debe usar papel cuadriculado o un programa de gráficos de computadora como Excel (consulte Creación de gráficos con Excel)

    A) Asegúrese de poner la variable independiente en el eje X.

    B) Un gráfico de líneas es apropiado para datos continuos. Un gráfico de barras es más apropiado para los datos que caen en categorías sin un orden en particular para las categorías. En este caso, el tiempo es continuo. Lo medimos en cinco incrementos pero es posible tener medidas entre los cinco.

  12. ¿Parecía que la tasa de ganancia era constante? Puede responder a esta pregunta viendo si la gráfica es una línea recta.

  13. ¿Qué predice que le pasará a la bolsa después de un día?

Ósmosis en células de papa
  1. Cree una hipótesis para el experimento que se describe a continuación.

  2. Corta dos tiras de papa del tamaño de una papa frita (aproximadamente 5 mm X 5 mm X 50 mm).

  3. Coloque una de las tiras en un vaso de precipitados pequeño que contenga suficiente NaCl al 10% para cubrir la papa.

  4. Coloque la otra tira en un vaso de precipitados que contenga suficiente agua desionizada para cubrir la papa.

  5. Retire las tiras de los vasos después de unos 60 minutos y examine las patatas. ¿Uno de ellos está flácido? ¿Es una firma? Registre sus observaciones en su cuaderno.

  6. Explique sus observaciones. Hay que mencionar donde la concentración de moléculas de agua es mayor (y la sal es menor) y donde la concentración de moléculas de agua es menor (la sal es mayor).

Plasmólisis en Elodea
  1. Cree una hipótesis para el experimento que se describe a continuación.

  2. Obtenga una hoja de Elodea y colóquela en un portaobjetos de microscopio en blanco.

  3. Séquelo con un papel, agregue una o dos gotas de NaCl al 10% y luego cúbralo con un cubreobjetos.
  4. Observe las células bajo escaneo y baja potencia inmediatamente después de preparar el portaobjetos.

  5. Deje reposar el portaobjetos durante 10 minutos y vuelva a observar las células. Puede resultar útil utilizar una luz más brillante para ver las células. A medida que la célula se encoge, los cloroplastos parecerán agruparse.

  6. Describe qué pasó con las células.

  7. ¿Por qué pasó esto? Para ayudarlo a responder esta pregunta, considere dónde es mayor y menor la concentración de moléculas de agua.


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Sobre este curso

La célula es un poderoso estudio de caso que nos ayuda a explorar la lógica funcional de los sistemas vivos. Todos los organismos, desde las algas unicelulares hasta los organismos multicelulares complejos como nosotros, están formados por células. En este curso, aprenderá el cómo y el por qué de la biología explorando la función de los componentes moleculares de las células y cómo estos componentes celulares están organizados en una jerarquía compleja.

Este curso está diseñado para explorar los fundamentos de la biología celular. El objetivo general es que los alumnos comprendan, desde una perspectiva centrada en el ser humano, que las células son conjuntos de macromoléculas en evolución que, a su vez, forman comunidades complejas en tejidos, órganos y organismos multicelulares.

Nos centraremos, en particular, en la mitocondria, el orgánulo que alimenta la célula. En este contexto, veremos los procesos del metabolismo celular. Finalmente, examinaremos la ATP sintasa F1F0, la máquina molecular responsable de la síntesis de la mayor parte del ATP que sus células necesitan para funcionar. Para subrayar la importancia de la biología celular en nuestras vidas, abordaremos cuestiones de desarrollo y enfermedad y las implicaciones de la ciencia en la sociedad.

Al final de las cuatro semanas, esperamos que los alumnos tengan una intuición profunda de la lógica funcional de una célula. Juntos preguntaremos cómo funcionan las cosas dentro de una célula, por qué funcionan de la manera en que lo hacen y cómo nos impactan.

Únase a nosotros mientras exploramos el extraordinario y maravillosamente dinámico mundo de la célula.


Intereses de investigación

El laboratorio de Biología Celular Estructural tiene como objetivo comprender los mecanismos moleculares que gobiernan las formas celulares especializadas, como las de las neuronas, las células inmunitarias activadas o las plaquetas y ciertas células cancerosas. Visualizamos los factores clave que determinan las diferentes morfologías celulares utilizando la tomografía crioelectrónica celular in situ en combinación con técnicas interdisciplinarias como la crio-EM de una sola partícula, la cristalografía de rayos X, la reconstitución in vitro y la microscopía óptica. El laboratorio se inició en 2012 en el Instituto Max Planck de Bioquímica en Martinsried y se trasladará al NIH (nombramiento conjunto NIAMS / NHLBI) en 2020. Formación de células neuronales La formación de células neuronales es un ejemplo distintivo de células especializadas. Para conectar el extremo distal del sistema nervioso con el cerebro central, las células tienen una forma extremadamente polarizada, con una parte de tallo largo, axón, formada por microtúbulos. Para crear una red neuronal, las células individuales forman puntos de ramificación desde el axón como puntos de conexión. En los puntos de ramificación del axón, los receptores de membrana responden a señales extracelulares, iniciando una cascada de señalización dirigida. Esta acción da como resultado la remodelación del citoesqueleto de actina y microtúbulos. La diafonía dinámica de membrana, actina y microtúbulos está implicada en la formación de ramas axónicas. Nuestro objetivo es dilucidar la acción molecular que gobierna este evento celular. Curación de heridas y formación de células inmunológicas Las plaquetas y las células inmunitarias experimentan cambios morfológicos dinámicos durante la activación para adherirse entre sí o a antígenos diana específicos. Aunque las bases moleculares de las acciones son similares a las de la formación de células neuronales, el resultado morfológico puede variar drásticamente. Por ejemplo, las plaquetas activadas producen picos de filopodios en la superficie, que se asemejan a la forma de un girasol. Nuestro objetivo es comprender la reorganización molecular durante el proceso de activación. Seguimos estudiando los defectos de señalización que causan inmunodeficiencias o problemas con la cicatrización de heridas para identificar pistas moleculares de defectos celulares. La reconstitución de abajo hacia arriba los mecanismos moleculares subyacentes y los procesos de señalización que gobiernan la formación de la forma celular son difíciles de dilucidar dentro de una célula debido a su complejidad y diversa diafonía con otras vías. Para comprender con precisión las funciones moleculares de los componentes clave, estamos adoptando un enfoque de abajo hacia arriba para reconstituir e investigar la maquinaria macromolecular que puede imitar los procesos de formación de formas celulares utilizando métodos biofísicos y biológicos estructurales. La relevancia funcional aprendida del análisis de reconstitución in vitro se valida luego dentro de las células mediante mutagénesis y análisis in situ.


Biología Celular

Gran enciclopedia científica & quot; Biología celular & quot; meiosis y mitosis, citoquinas, procesos celulares, señalización, movimiento, factores de crecimiento, etc.

Biología celular (también biología celular o citología): la ciencia de las células. El tema de la citología es la célula como unidad estructural y funcional de la vida. Las tareas de la citología incluyen el estudio de la estructura y funcionamiento de las células, su composición química, funciones de los componentes celulares individuales, procesos de reproducción celular, adaptación a las condiciones ambientales, estudio de las características estructurales de células especializadas, etc. Investigación en biología celular está interconectado con otros campos como la genética, la genética molecular, la bioquímica, la biología molecular, la microbiología médica, la inmunología y la citoquímica.

Los orgánulos son estructuras intracelulares permanentes que difieren en estructura y realizan diversas funciones. Los orgánulos se subdividen en membrana (dos membranas y una membrana) y sin membrana. Los componentes de dos membranas son los plástidos, las mitocondrias y el núcleo celular. Los orgánulos del sistema vacuolar son orgánulos de una membrana: el retículo endoplásmico, el complejo de Golgi, lisosomas, vacuolas de células vegetales y fúngicas, vacuolas pulsantes, etc. Los orgánulos no membranarios incluyen los ribosomas y el centro celular, que están constantemente presentes en el celda.

Las mitocondrias son componentes integrales de todas las células eucariotas. Son estructuras granulares o filiformes. Las mitocondrias están delimitadas por dos membranas: la externa y la interna. La membrana mitocondrial externa lo separa del hialoplasma. La membrana interna forma muchas invaginaciones dentro de las mitocondrias, las llamadas crestas.

La mitosis es un método de división celular en el que el material genético (cromosomas) se distribuye por igual entre las células nuevas (hijas). Comienza dividiendo el núcleo en dos hijos. El citoplasma se divide de manera similar. Los procesos que tienen lugar de una división a otra se denominan ciclo mitótico.

La meiosis es una etapa en la formación de células germinales que consta de dos divisiones sucesivas de la célula diploide original (que contiene dos conjuntos de cromosomas) y la formación de cuatro células germinales haploides o gametos (que contienen un conjunto de cromosomas).

El citoesqueleto, un conjunto de estructuras de proteínas filamentosas: microtúbulos y microfilamentos que forman el sistema musculoesquelético de la célula. El citoesqueleto está poseído solo por células eucariotas; está ausente en las células de procariotas (bacterias). El citoesqueleto le da a la célula una cierta forma incluso en ausencia de una pared celular rígida. Organiza el movimiento de orgánulos en el citoplasma. El citoesqueleto se reorganiza fácilmente, proporcionando, si es necesario, un cambio en la forma de las células.

Los aminoácidos son los componentes estructurales de las proteínas. Las proteínas, o proteínas, son heteropolímeros biológicos cuyos monómeros son aminoácidos. Se sabe que se encuentran alrededor de 200 aminoácidos en los organismos vivos, pero solo 20 de ellos forman parte de las proteínas. Estos son aminoácidos básicos o formadores de proteínas (proteinogénicos).

Por su naturaleza química, las enzimas son proteínas simples o complejas, sus moléculas pueden incluir una parte no proteica: una coenzima. El mecanismo de acción de las enzimas es reducir la energía de activación de la reacción catalizada. Esto se logra uniendo la enzima a las sustancias que reaccionan y formando un complejo intermedio con ellas, como resultado de lo cual el umbral de energía de la reacción disminuye y la probabilidad de que avance en la dirección deseada aumenta drásticamente.

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Biología celular: una descripción general ☆

Abstracto

La biología celular es el estudio de la composición, organización y función de las células, de las que se compone toda la materia viva. Los organismos unicelulares compuestos principalmente por procariotas (bacterias y arqueas) se distinguen arquitectónicamente de los eucariotas porque carecen de orgánulos unidos a la membrana, lo que a su vez da lugar a muchas funciones distintivas. Sin embargo, todas las células están compuestas por los mismos bloques de construcción generales, y todas son capaces de generar y utilizar compuestos ricos en energía, para reproducirse y detectar y responder a su entorno. La diversidad en la estructura y actividad celular que ha acompañado a la evolución proporciona un rico tapiz para comprender estas unidades básicas de la vida.


Función de las células gliales

Anteriormente se pensaba que la función de las células gliales era estructural, razón por la cual los científicos del siglo XIX las llamaron glia (en griego, pegamento). Esta función ahora se considera menor.

Las células gliales funcionan como moduladores de los entornos del SNC y SNP; aumentan y disminuyen la actividad dentro de las sinapsis regulando la captación de neurotransmisores, oxígeno e iones; también ayudan a la recuperación de la lesión nerviosa. Los diferentes tipos de células gliales desempeñan funciones específicas.

Las anomalías de las células gliales están asociadas con diversas patologías, incluidos los trastornos autoinmunitarios y el cáncer. Esto respalda la investigación que muestra que ciertos tipos de glía están muy involucrados en el sistema inmunológico y en las respuestas inflamatorias.

La macroglia (células gliales más grandes) aísla, protege y ayuda a las neuronas a desarrollarse y migrar. La microglía (tipos más pequeños de glía) tiene propiedades fagocíticas, digiriendo partículas extrañas. Incluso contribuyen a las respuestas inmunitarias del tejido nervioso y a los procesos de reparación, ya que pueden migrar a áreas dañadas. Además, la microglía y la macroglía trabajan juntas para garantizar una función neuronal óptima y la neurotransmisión a través de las sinapsis.


Conceptos básicos de biología celular

Los ensayos de biología celular se utilizan con células cultivadas in vitro para ayudar a los investigadores a responder preguntas sobre la estructura y función de las células y los componentes celulares. Las técnicas utilizadas incluyen métodos para medir la actividad metabólica, las vías de señalización celular y la regulación de la expresión génica, y para caracterizar los cambios fisiológicos asociados con la muerte celular. Los ensayos de biología celular detectan y miden estos procesos celulares fundamentales y se utilizan en muchas aplicaciones de investigación, ciencia aplicada y descubrimiento de fármacos.

Los ensayos de biología celular se pueden utilizar con sistemas de modelos celulares que incluyen:

  • Cultivos de células en monocapa: cualquier tipo de célula que crezca en una placa. Los tipos de células incluyen células que crecen en suspensión o se adhieren a la superficie del plato.
  • Microtissues 3D: células que crecen en forma de esferoide, utilizando varios medios para crear la estructura 3D.
  • células primarias: células aisladas directamente de un organismo
  • cáncer y otras líneas celulares inmortalizadas: líneas celulares que crecen continuamente in vitro debido a mecanismos de señalización aberrantes
  • Células madre: células aisladas de diversas formas que conservan la capacidad de diferenciarse en múltiples tipos de células diferentes.

Muchos ensayos bioquímicos y basados ​​en células utilizan bioluminiscencia para detectar eventos celulares específicos. Las químicas de bioluminiscencia son cada vez más populares en una variedad de métodos bioanalíticos porque pueden proporcionar una sensibilidad de ensayo de 10 a 1000 veces mayor que los ensayos de fluorescencia. Esta sensibilidad mucho mayor puede mejorar sustancialmente el rendimiento del ensayo cuando se aplica en muestras biológicas complejas comunes a las aplicaciones de biología celular. La química de bioluminiscencia se puede aplicar a múltiples tipos de ensayos en la investigación de biología celular, incluidos los ensayos informadores en los que el contenido genético se entrega mediante métodos basados ​​en transfección y ensayos de señalización celular, viabilidad celular y citotoxicidad que no requieren ingeniería celular.


Biología Celular

La tan esperada tercera edición de Biología Celular entrega comprensivo, claramente escrito y ricamente ilustrado contenido para los estudiantes de hoy, todo en un formato fácil de usar. Relevante tanto para la investigación como para la práctica clínica, este rico recurso cubre los principios clave de la función celular y los usa para explicar cómo los defectos moleculares conducen a la disfunción celular y causan enfermedades humanas. El texto conciso y los gráficos visualmente sorprendentes simplifican la información compleja y ayudar a los lectores a aprovechar al máximo su tiempo de estudio.

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Historia de la biología celular

La teoría celular, o doctrina celular, establece que todos los organismos están compuestos por unidades similares de organización, llamadas células. El concepto fue articulado formalmente en 1839 por Schleiden & amp Schwann y se ha mantenido como la base de la biología moderna. La idea es anterior a otros grandes paradigmas de la biología, incluida la teoría de la evolución de Darwin (1859), las leyes de herencia de Mendel (1865) y el establecimiento de la bioquímica comparada (1940).

Primeras células vistas en Cork

Si bien la invención del telescopio hizo que el Cosmos fuera accesible a la observación humana, el microscopio abrió mundos más pequeños, mostrando de qué estaban compuestas las formas vivientes. La celda fue descubierta y nombrada por primera vez por Robert Hooke en 1665. Comentó que se parecía extrañamente a la celula o las pequeñas habitaciones que habitaban los monjes, de ahí que derivara el nombre. Sin embargo, lo que Hooke realmente vio fueron las paredes de células muertas de las células vegetales (corcho) tal como aparecían bajo el microscopio. La descripción de Hooke & # 8217s de estas células se publicó en Micrografía. Las paredes celulares observadas por Hooke no dieron ninguna indicación del núcleo y otros orgánulos que se encuentran en la mayoría de las células vivas. El primer hombre en presenciar una célula viva bajo un microscopio fue Anton van Leeuwenhoek, quien en 1674 describió el alga Spirogyra. Van Leeuwenhoek probablemente también vio bacterias.

Formulación de la teoría celular

En 1838, Theodor Schwann y Matthias Schleiden disfrutaban de un café después de la cena y hablaban de sus estudios sobre las células. Se ha sugerido que cuando Schwann escuchó a Schleiden describir las células vegetales con núcleo, se sorprendió por la similitud de estas células vegetales con las células que había observado en los tejidos animales. Los dos científicos fueron inmediatamente al laboratorio de Schwann & # 8217s para mirar sus diapositivas. Schwann publicó su libro sobre células animales y vegetales (Schwann 1839) el año siguiente, un tratado desprovisto de agradecimientos a la contribución de nadie más, incluida la de Schleiden (1838). Resumió sus observaciones en tres conclusiones sobre las células:

  1. La célula es la unidad de estructura, fisiología y organización de los seres vivos.
  2. La célula conserva una existencia dual como una entidad distinta y un bloque de construcción en la construcción de organismos.
  3. Las células se forman por formación de células libres, similar a la formación de cristales (generación espontánea).

Hoy sabemos que los dos primeros principios son correctos, pero el tercero está claramente equivocado. La interpretación correcta de la formación celular por división fue finalmente promovida por otros y enunciada formalmente en la poderosa sentencia de Rudolph Virchow, Omnis cellula e cellula,: & # 8220Todas las celdas solo surgen de celdas preexistentes & # 8221.

Teoría celular moderna

  1. Todos los seres vivos conocidos están formados por células.
  2. La célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos.
  3. Todas las células provienen de células preexistentes por división. (La Generación Espontánea no ocurre).
  4. Las células contienen información hereditaria que se transmite de una célula a otra durante la división celular.
  5. Todas las células son básicamente iguales en composición química.
  6. Todo el flujo de energía (metabolismo y bioquímica) de la vida ocurre dentro de las células.

Al igual que con el rápido crecimiento de la biología molecular a mediados del siglo XX, la investigación en biología celular explotó en la década de 1950 y # 8217. Se hizo posible mantener, hacer crecer y manipular células fuera de los organismos vivos. La primera línea celular continua que se cultivó de ese modo fue en 1951 por George Otto Gey y colaboradores, derivada de células de cáncer de cuello uterino extraídas de Henrietta Lacks, que murió de su cáncer en 1951. La línea celular, que finalmente se denominó células HeLa, han sido un hito en el estudio de la biología celular en la forma en que la estructura del ADN fue el avance significativo de la biología molecular.

En una avalancha de avances en el estudio de las células, la próxima década incluyó la caracterización de los requisitos mínimos de medios para las células y el desarrollo de técnicas de cultivo celular estéril. También se vio favorecido por los avances previos en microscopía electrónica y avances posteriores como el desarrollo de métodos de transfección, el descubrimiento de la proteína verde fluorescente en medusas y el descubrimiento de pequeños ARN interferentes (ARNip), entre otros.

El estudio de la estructura y función de las células continúa en la actualidad, en una rama de la biología conocida como citología. Los avances en el equipamiento, incluidos los microscopios de citología y los reactivos, han permitido que este campo progrese, especialmente en el ámbito clínico.

1595 & # 8211 Jansen acreditado con el primer microscopio compuesto
1655 & # 8211 Hooke describió & # 8216celdas & # 8217 en corcho.
1674 & # 8211 Leeuwenhoek descubrió los protozoos. Vio bacterias unos 9 años después.
1833 & # 8211 Brown describió el núcleo celular en las células de la orquídea.
1838 & # 8211 Schleiden y Schwann propusieron la teoría celular.
1840 & # 8211 Albrecht von Roelliker se dio cuenta de que los espermatozoides y los óvulos también son células.
1856 & # 8211 N. Pringsheim observó cómo un espermatozoide penetraba en un óvulo.
1858 & # 8211 Rudolf Virchow (médico, patólogo y antropólogo) expone su famosa conclusión: omnis cellula e cellula, es decir, las células se desarrollan solo a partir de células existentes [las células proceden de células preexistentes]
1857 & # 8211 Kolliker describió las mitocondrias.
1879 & # 8211 Flemming describió el comportamiento de los cromosomas durante la mitosis.
1883 & # 8211 Las células germinales son haploides, teoría cromosómica de la herencia.
1898 & # 8211 Golgi describió el aparato de Golgi.
1938 & # 8211 Behrens utilizó la centrifugación diferencial para separar los núcleos del citoplasma.
1939 & # 8211 Siemens produjo el primer microscopio electrónico de transmisión comercial.
1952 & # 8211 Gey y colaboradores establecieron una línea celular humana continua.
1955 & # 8211 Eagle definió sistemáticamente las necesidades nutricionales de las células animales en cultivo.
1957 & # 8211 Meselson, Stahl y Vinograd desarrollaron la centrifugación en gradiente de densidad en soluciones de cloruro de cesio para separar ácidos nucleicos.
1965 & # 8211 Ham introdujo un medio definido sin suero. Cambridge Instruments produjo el primer microscopio electrónico de barrido comercial.
1976 & # 8211 Sato y sus colegas publican artículos que muestran que diferentes líneas celulares requieren diferentes mezclas de hormonas y factores de crecimiento en medios sin suero.
1981 & # 8211 Se producen ratones transgénicos y moscas de la fruta. Se estableció la línea de células madre embrionarias de ratón.
1995 & # 8211 Tsien identifica mutante de GFP con propiedades espectrales mejoradas
1998 & # 8211 Los ratones se clonan a partir de células somáticas.
1999 & # 8211 Hamilton y Baulcombe descubren siRNA como parte del silenciamiento génico postranscripcional (PTGS) en plantas


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