Propiedades Bsicas de las Células PDF

Access Provided by: Biología celular y molecular. Conceptos y experimentos, 8e CAPÍTULO 1: Introducción al estudio de la biología celular y molecular 1.2 PROPIE...

Access Provided by: Biología celular y molecular. Conceptos y experimentos, 8e CAPÍTULO 1: Introducción al estudio de la biología celular y molecular 1.2 PROPIEDADES BÁSICAS DE LAS CÉLULAS Tal como las plantas y los animales están vivos, también lo están las células. En realidad, la vida es la propiedad más básica de las células y las células son las unidades más pequeñas que tienen esta propiedad. A diferencia de las partes de una célula, que simplemente se deterioran si se les aísla, las células completas pueden ser separadas de una planta o animal y cultivarse en un laboratorio, donde crecerán y se reproducirán por periodos largos de tiempo. En las condiciones inadecuadas, pueden morir. La muerte también puede considerarse una de las propiedades más básicas de la vida, ya que sólo una entidad viva enfrenta esta perspectiva. Algo notable es que las células del cuerpo casi siempre mueren “por su propia mano”, víctimas de un programa interno por el que las células que ya no son necesarias o las que tienen riesgo de volverse cancerosas se eliminan a sí mismas. El primer cultivo de células humanas lo iniciaron George y Martha Gey de la Johns Hopkins University en 1951. Las obtuvieron de un tumor maligno y las llamaron HeLa por la donadora, Henrietta Lacks. Las células HeLa, descendientes por división celular de la primera muestra celular, aún crecen hoy en laboratorios de todo el mundo (fig. 1–2). Como son mucho más sencillas de estudiar que las células dentro del cuerpo, las células que crecen i n vitro (es decir, en cultivo en un laboratorio, fuera del cuerpo) se han convertido en una herramienta esencial de los biólogos celulares y moleculares. En realidad, gran parte de la información que se presentará en este libro se ha obtenido en células que crecen en cultivos en laboratorios. FIGURA 1–2 Células Hela, como las que se muestran aquí, fueron las primeras células humanas que se mantuvieron en cultivo durante largos periodos y todavía se usan en la actualidad. A diferencia de las células normales, que tienen una vida útil finita en cultivo, estas células HeLa cancerosas pueden cultivarse indefinidamente, siempre que las condiciones sean favorables para apoyar el crecimiento y la división celular. FUENTE: Torsten Wittmann/Photo Researchers, Inc. Se iniciará la exploración de las células examinando unas cuantas de sus propiedades más fundamentales. Las células son muy complejas y organizadas Downloaded 2024­8­3 11:36 A Your IP is 44.238.56.103 1.2 PROPIEDADES BÁSICAS DE LAS CÉLULAS, Page 1 / 9 La complejidad ©2024 McGrawes una Hill. Allpropiedad que es evidente Rights Reserved. Termscuando of Use sePrivacy encuentra, pero Policy que es difícil Notice describir. Por ahora, se puede pensar en la complejidad en Accessibility términos de orden y consistencia. Mientras más compleja sea una estructura, mayor es el número de partes que deben estar en su sitio adecuado, menor tolerancia hay a los errores en la naturaleza e interacciones de las partes, y mayor es la regulación o control que debe ejercerse para mantener FUENTE: Torsten Wittmann/Photo Researchers, Inc. Access Provided by: Se iniciará la exploración de las células examinando unas cuantas de sus propiedades más fundamentales. Las células son muy complejas y organizadas La complejidad es una propiedad que es evidente cuando se encuentra, pero que es difícil describir. Por ahora, se puede pensar en la complejidad en términos de orden y consistencia. Mientras más compleja sea una estructura, mayor es el número de partes que deben estar en su sitio adecuado, menor tolerancia hay a los errores en la naturaleza e interacciones de las partes, y mayor es la regulación o control que debe ejercerse para mantener en orden el sistema. Las actividades celulares pueden ser notablemente precisas. Por ejemplo, la duplicación del DNA ocurre con una tasa de error menor a un error cada 10 millones de nucleótidos incorporados, y la mayoría de los errores se corrige pronto mediante un elaborado mecanismo de reparación que reconoce el defecto. A lo largo de este libro habrá ocasión de considerar la complejidad de la vida en diferentes niveles. Se describirá la organización de los átomos en moléculas pequeñas, la organización de estas moléculas en polímeros gigantes y la organización de distintos tipos de moléculas poliméricas en complejos, que a su vez se organizan en organelos subcelulares y al final en células. Como resultará evidente, hay mucha consistencia en cada nivel. Cada tipo de célula tiene una apariencia consistente entre los individuos de una especie cuando se observa con un microscopio electrónico de alto poder; es decir, sus organelos tienen una forma y localización particulares. De igual manera, cada tipo de organelo tiene una composición consistente de macromoléculas, que se disponen con un patrón predecible. Considérense las células que recubren el intestino, encargadas de captar los nutrientes en el tubo digestivo. La figura 1–3 ilustra los múltiples niveles diferentes de organización presentes en ese tejido. FIGURA 1–3 Niveles de organización celular y molecular. La fotografía en colores brillantes de una sección teñida muestra la estructura microscópica de una vellosidad de la pared del intestino delgado, como se ve a través del microscopio óptico. El recuadro 1 expone una micrografía electrónica de la capa epitelial de las células que recubren la pared intestinal interna. La superficie apical de cada célula, que mira hacia el canal del intestino, contiene un gran número de microvellosidades involucradas en la absorción de nutrientes. La región basal de cada célula contiene grandes cantidades de mitocondrias, donde se produce energía disponible para la célula. El recuadro 2 muestra las microvellosidades apicales; cada microvellosidad contiene un haz de filamentos de actina. El recuadro 3 revela las subunidades de proteína de actina que componen cada filamento. El recuadro 4 muestra una mitocondria individual similar a las encontradas en la región basal de las células epiteliales. El recuadro 5 expone una porción de una membrana interna de una mitocondria, que incluye las partículas con tallo que se proyectan desde la membrana y que corresponden a los sitios donde se sintetiza ATP. Los recuadros 6 y 7 muestran modelos moleculares del mecanismo sintetizador de ATP, que se analiza detalladamente en el capítulo 5. Downloaded 2024­8­3 11:36 A Your IP is 44.238.56.103 1.2 PROPIEDADES BÁSICAS DE LAS CÉLULAS, Page 2 / 9 ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility FUENTE: Light micrograph Cecil Fox/Photo Researchers; recuadro 1 cortesía de Shakti P. Kapur, Georgetown University Medical Center; recuadro muestra una mitocondria individual similar a las encontradas en la región basal de las células epiteliales. El recuadro 5 expone una porción de una membrana interna de una mitocondria, que incluye las partículas con tallo que se proyectan desde la membrana y que corresponden a los sitios donde se sintetiza ATP. Los recuadros 6 y 7 muestran modelos moleculares del mecanismo sintetizador de ATP, que se analiza detalladamente en el Access Provided by: capítulo 5. FUENTE: Light micrograph Cecil Fox/Photo Researchers; recuadro 1 cortesía de Shakti P. Kapur, Georgetown University Medical Center; recuadro 2 de Mark S. Mooseker y Lewis G. Tilney, J Cell Biol 1975;67:729, reproducida con autorización de Rockefeller University Press; recuadro 3 cortesía de Kenneth C. Holmes; recuadro 4 Keith R. Porter/Photo Researchers; recuadro 5 cortesía de Humberto Fernández­Moran; recuadro 6 cortesía de Roderick A. Capaldi; recuadro 7 cortesía de Wolfgang Junge, Holger Lill y Siegfried Engelbrecht, University of Osnabruck, Germany. Las células epiteliales que recubren el intestino están unidas en forma estrecha unas con otras, como ladrillos en un muro (fig. 1–3, inserto 1). Los extremos apicales de estas células, que se dirigen a la luz intestinal, tienen estructuras alargadas (microvellosidades) que facilitan la absorción de los nutrientes (inserto 2). Las microvellosidades pueden proyectarse hacia fuera de la superficie apical de la célula porque contienen un esqueleto interno formado de filamentos, que a su vez están formados por monómeros de proteína (actina) polimerizados con una disposición característica (inserto 3). En sus extremos basales, las células intestinales tienen grandes cantidades de mitocondrias (inserto 4) que proporcionan la energía necesaria para activar diversos procesos de transporte de membrana. Cada mitocondria está formada por un patrón definido de membranas internas, a su vez compuestas por un conjunto consistente de proteínas, incluida una “maquinaria” eléctrica que sintetiza ATP y se proyecta de su membrana interna, como una esfera en un palo (insertos 5–7). Uno de los aspectos en verdad fascinantes de las células es que alcanzan una organización a muchas escalas diferentes usando procesos físicos que son aleatorios, en esencia. Aunque las células vivas son muy complejas y ordenadas, en años recientes ha resultado cada vez más evidente que los fenómenos aleatorios (estocásticos) tienen un papel crítico en todas las actividades celulares. Muchas de las moléculas dentro de las células vivas están en un estado constante de movimiento aleatorio, impulsadas por la energía térmica que adquieren de su ambiente. Las células han desarrollado la capacidad para usar este movimiento en formas muy dirigidas. Puede considerarse un ejemplo de este fenómeno, teniendo en cuenta que podrían describirse muchos otros casos: las proteínas, moléculas complejas que a menudo consisten en cientos de bloques de construcción de aminoácidos y alcanzan masas moleculares mayores a 100 000 Daltons. A pesar de su enorme tamaño, las proteínas consisten en una cadena polipeptídica que tiene que plegarse en una estructura tridimensional (nativa) definida con precisión. Si no se pliega en forma adecuada, la proteína puede carecer de una función significativa. En 1969, Cyrus Levinthal de Columbia University identificó ciertas características de este proceso de plegamiento que se denominó paradoja de Levinthal. Por una parte de la paradoja, Levinthal notó que si el plegamiento de la proteína dependía sólo de movimientos moleculares aleatorios, se necesitaría un periodo de tiempo mayor que la edad del universo para que una proteína se plegara en su estructura nativa. Según este escenario, el tiempo que tardaría una proteína en plegarse en forma correcta podría compararse al tiempo que un mono sentado al piano compusiera uno de los conciertos de Beethoven. La paradoja inherente al plegamiento proteínico se vuelve evidente al saber que a pesar de su enorme complejidad, Downloaded 2024­8­3las proteínas 11:36 A Youren realidad asumen su estructura nativa en fracciones de segundo. ¿Cómo se resuelve esta paradoja? Aunque el IP is 44.238.56.103 1.2 PROPIEDADES plegamiento BÁSICAS de una proteína estáDE LAS CÉLULAS, impulsado por un movimiento térmico aleatorio, el proceso ocurre por pasos, de manera que la proteína Page 3/9 se pliega ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility en vías en las que intermediarios menos estructurados guían la formación de intermediarios subsiguientes mejor formados. En otras palabras, la vía del plegamiento permite que las proteínas “salten” rápidamente de un paso al siguiente hasta que se alcanza la estructura nativa. Para trasladar la solución de la paradoja del plegamiento proteínico al ejemplo del mono al piano, sería como si cada vez que el mono golpeara la tecla adecuada, esa función significativa. En 1969, Cyrus Levinthal de Columbia University identificó ciertas características de este proceso de plegamiento que se denominó paradoja de Levinthal. Por una parte de la paradoja, Levinthal notó que si el plegamiento de la proteína dependía sólo de movimientos moleculares aleatorios, se necesitaría un periodo de tiempo mayor que la edad del universo para que una proteína se plegara en su estructura nativa. Access Provided by: Según este escenario, el tiempo que tardaría una proteína en plegarse en forma correcta podría compararse al tiempo que un mono sentado al piano compusiera uno de los conciertos de Beethoven. La paradoja inherente al plegamiento proteínico se vuelve evidente al saber que a pesar de su enorme complejidad, las proteínas en realidad asumen su estructura nativa en fracciones de segundo. ¿Cómo se resuelve esta paradoja? Aunque el plegamiento de una proteína está impulsado por un movimiento térmico aleatorio, el proceso ocurre por pasos, de manera que la proteína se pliega en vías en las que intermediarios menos estructurados guían la formación de intermediarios subsiguientes mejor formados. En otras palabras, la vía del plegamiento permite que las proteínas “salten” rápidamente de un paso al siguiente hasta que se alcanza la estructura nativa. Para trasladar la solución de la paradoja del plegamiento proteínico al ejemplo del mono al piano, sería como si cada vez que el mono golpeara la tecla adecuada, esa nota se grabara, lo que permitiría al mono pasar a la siguiente nota del concierto. Mientras el mono sea un ejecutante activo, la composición del concierto podría lograrse con bastante rapidez. Puede decirse que este tipo de fenómenos está “sesgado”. Dependen de actividades aleatorias, pero conducen a resultados dirigidos porque se seleccionan, las etapas intermedias del trayecto que conduce al resultado deseado. Por fortuna para los biólogos celulares y moleculares, la evolución ha avanzado muy despacio al nivel de la organización celular, de la que se ocupan. Aunque un ser humano y un gato, por ejemplo, tienen rasgos anatómicos muy diferentes, las células que componen sus tejidos y los organelos que forman sus células son muy similares. El filamento de actina presentado en la figura 1–3, inserto 3, y la enzima que sintetiza el ATP del inserto 6 son idénticos a las estructuras similares encontradas en organismos tan diversos como seres humanos, caracoles, levaduras y secuoyas. La información obtenida al estudiar células de un tipo de organismo a menudo tiene aplicación directa en otras formas de vida. Muchos de los procesos más básicos, como la síntesis de proteínas, la conservación de la energía química o la construcción de una membrana, son muy similares en todos los organismos vivos. Las células tienen un programa genético y los medios para usarlo Los organismos se construyen de acuerdo con la información codificada en un conjunto de genes, los cuales se construyen con DNA. El programa genético humano contiene información suficiente, si se convirtiera en palabras, para llenar millones de páginas de texto. Algo notable es que esta enorme cantidad de información está empacada en un conjunto de cromosomas que ocupa el espacio de un núcleo celular, cientos de veces más pequeño que el punto de esta “i”. Los genes son más que casilleros de almacenamiento para esta información: constituyen las recetas para construir estructuras celulares, las instrucciones para llevar a cabo las actividades celulares y el programa para la división celular. Cambios en la información genética (mutaciones) conducen a la variación entre individuos, la base de la evolución biológica. El descubrimiento de los mecanismos por los cuales las células usan y transmiten su información genética ha sido uno de los logros más grandes de la ciencia en las últimas décadas. Las células son capaces de reproducirse Tal como los organismos se generan por reproducción, lo mismo ocurre con las células individuales. Las células se reproducen por división, un proceso en el que el contenido de la célula “madre” se distribuye en dos células “hijas”. Antes de la división, el material genético se duplica fielmente y cada célula hija recibe un suministro completo e igual de información genética. En la mayoría de los casos, las dos células hijas tienen un volumen semejante. Sin embargo, en algunos casos, como ocurre cuando el oocito humano se divide, una de las células puede conservar casi todo el citoplasma, aunque recibe sólo la mitad del material genético (fig. 1–4). FIGURA 1–4 Reproducción celular. Este ovocito de mamífero ha sufrido recientemente una división celular muy desigual, en la que la mayoría del citoplasma se ha retenido dentro del ovocito grande, que tiene el potencial de ser fertilizado y convertirse en un embrión. La otra célula es un remanente no funcional que consiste, casi totalmente, en material nuclear (indicado por los cromosomas teñidos de azul, flecha). Downloaded 2024­8­3 11:36 A Your IP is 44.238.56.103 1.2 PROPIEDADES BÁSICAS DE LAS CÉLULAS, Page 4 / 9 ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility FIGURA 1–4 Reproducción celular. Este ovocito de mamífero ha sufrido recientemente una división celular muy desigual, en la que la mayoría del citoplasma se ha retenido dentro del ovocito grande, que tiene el potencial de ser fertilizado y convertirse en un embrión. La otra célula es un remanente no Access Provided by: funcional que consiste, casi totalmente, en material nuclear (indicado por los cromosomas teñidos de azul, flecha). FUENTE: Cortesía de Jonathan van Blerkom. Las células adquieren y utilizan energía Todo proceso biológico requiere energía. Toda la energía usada por la vida en la superficie de la Tierra llega en forma de radiación electromagnética del sol. La energía de la luz es atrapada por pigmentos que absorben luz presentes en las membranas de las células fotosintéticas (fig. 1–5). La energía lumínica se convierte mediante la fotosíntesis en energía química que se almacena en carbohidratos ricos en energía, como la sacarosa o el almidón. Para la mayoría de las células animales, la energía llega ya empacada, a menudo en forma de azúcar más comúnmente en forma de glucosa. En los humanos, la glucosa se libera del hígado hacia la sangre, donde circula por el cuerpo llevando energía química a todas las células. Una vez en una célula, la glucosa se desensambla de tal manera que su contenido energético puede almacenarse en una forma muy accesible (casi siempre como ATP) que más tarde se utiliza para ejecutar todas las actividades que requieren energía de la célula. Las células gastan una enorme cantidad de energía tan sólo en la degradación y reconstrucción de macromoléculas y organelos de los que están formados. Este “recambio” continuo, como se llama, mantiene la integridad de los componentes celulares frente al inevitable desgaste y daño, y permite que la célula responda con rapidez a las condiciones cambiantes. FIGURA 1–5 Captación de energía. Una célula viva del alga filamentosa Spirogyra. El cloroplasto en forma de cinta que se ve zigzagueando a través de la célula es el sitio donde se captura la energía de la luz solar y se convierte en energía química durante la fotosíntesis. Downloaded 2024­8­3 11:36 A Your IP is 44.238.56.103 1.2 PROPIEDADES FUENTE BÁSICAS : M. I. Walker/Photo DE LAS Inc. Researchers, CÉLULAS, Page 5 / 9 ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility Las células realizan diversas reacciones químicas FIGURA 1–5 Captación de energía. Una célula viva del alga filamentosa Spirogyra. El cloroplasto en forma de cinta que se ve zigzagueando a través de la célula es Access Provided by: el sitio donde se captura la energía de la luz solar y se convierte en energía química durante la fotosíntesis. FUENTE: M. I. Walker/Photo Researchers, Inc. Las células realizan diversas reacciones químicas Las células funcionan como plantas químicas en miniatura. Incluso la célula bacteriana más sencilla es capaz de cientos de distintas transformaciones químicas, ninguna de las cuales ocurre a un ritmo significativo en el mundo inanimado. Todos los cambios químicos que ocurren en las células requieren enzimas, moléculas que aumentan de manera considerable la velocidad de las reacciones químicas. La suma total de las reacciones químicas en una célula representa el metabolismo de la célula. Las células realizan actividades mecánicas Las células son sitios de rebosante actividad. Los materiales se transportan de un sitio a otro, se ensamblan estructuras y luego se desensamblan con rapidez y en muchos casos, la célula entera se mueve de un sitio a otro. Estos tipos de actividades se basan en cambios mecánicos dinámicos dentro de las células, muchos de los cuales se inician como cambios en la forma de proteínas “motoras”. Las proteínas motoras son sólo uno de muchos tipos de las “máquinas” moleculares usadas por las células para realizar actividades mecánicas. Las células son capaces de responder a estímulos Algunas células responden a estímulos de maneras evidentes; por ejemplo, un protista unicelular se aleja de un objeto que esté en su camino o se desplaza hacia una fuente de nutrientes. Las células de una planta multicelular o un animal responden a estímulos de manera menos evidente. La mayoría de las células está cubierta con receptores que interactúan con sustancias en el ambiente de maneras muy específicas. Las células tienen receptores para hormonas, factores de crecimiento y materiales extracelulares, así como a sustancias en las superficies de otras células. Los receptores de una célula representan vías a través de las cuales ciertos estímulos externos pueden inducir respuestas específicas en células blanco. Las células pueden responder a estímulos específicos al modificar sus actividades metabólicas, moverse de un sitio a otro e incluso programando su muerte celular. Las células son capaces de autorregularse En años recientes se ha usado un nuevo término para describir a las células: robustez. Las células son robustas; es decir, vivaces o duraderas, ya que están protegidas de fluctuaciones peligrosas en su composición o comportamiento. En caso de que haya tales fluctuaciones, se activan circuitos específicos de retroalimentación que sirven para devolver a las células a su estado apropiado. Además de requerir energía, mantener un estado complejo y ordenado requiere regulación constante. La importancia de los mecanismos regulatorios celulares se vuelve más evidente cuando se trastornan. Por ejemplo, la incapacidad de una célula para corregir un error cuando duplica su DNA puede resultar en una mutación debilitante, o una interrupción en las salvaguardas para controlar el crecimiento celular puede transformar una célula normal en una cancerosa con la capacidad para destruir al organismo completo. Se está aprendiendo en forma gradual cómo la célula controla sus actividades, pero falta mucho por descubrir. Considérese el siguiente experimento realizado en 1891 por Hans Driesch, un embriólogo alemán. Driesch encontró que podía separar por completo las primeras dos o cuatro células de un embrión de erizo marino y cada célula separada se convirtió en un embrión normal (fig. 1–6). ¿Cómo puede una célula que está destinada a formar sólo parte de un embrión regular sus propias actividades y formar un embrión completo? ¿Cómo una célula aislada reconoce la ausencia de sus vecinas y cómo este reconocimiento redirige el curso completo del desarrollo de la célula? ¿Cómo puede una parte Downloaded de un embrión2024­8­3 11:36del tener sentido A todo? Your IP Noises44.238.56.103 posible responder estas preguntas mucho mejor ahora de lo que podía hacerse hace 100 años, cuando se 1.2 PROPIEDADES BÁSICAS DE LAS CÉLULAS, Page 6 / 9 realizó el experimento. ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility FIGURA 1–6 destruir al organismo completo. Se está aprendiendo en forma gradual cómo la célula controla sus actividades, pero falta mucho por descubrir. Considérese el siguiente experimento realizado en 1891 por Hans Driesch, un embriólogo alemán. Driesch encontró que podía separar por completo Access Provided by: las primeras dos o cuatro células de un embrión de erizo marino y cada célula separada se convirtió en un embrión normal (fig. 1–6). ¿Cómo puede una célula que está destinada a formar sólo parte de un embrión regular sus propias actividades y formar un embrión completo? ¿Cómo una célula aislada reconoce la ausencia de sus vecinas y cómo este reconocimiento redirige el curso completo del desarrollo de la célula? ¿Cómo puede una parte de un embrión tener sentido del todo? No es posible responder estas preguntas mucho mejor ahora de lo que podía hacerse hace 100 años, cuando se realizó el experimento. FIGURA 1–6 Autorregulación. El panel izquierdo representa el desarrollo normal de un erizo de mar, en el que un óvulo fertilizado da lugar a un único embrión. El panel de la derecha muestra un experimento en el que las células de un embrión temprano se separan unas de otras después de la primera división, y cada célula puede desarrollarse de forma aislada. En lugar de desarrollarse en la mitad de un embrión, como lo haría si no se interrumpe, cada célula aislada reconoce la ausencia de su vecino, regulando su desarrollo para formar un embrión completo (aunque más pequeño). A lo largo de todo este libro se describirán procesos que requieren una serie de pasos ordenados, de manera muy parecida a una línea de ensamble que construye un automóvil en la que los trabajadores agregan, retiran o hacen ajustes específicos conforme el automóvil avanza. En la célula, la información para el diseño del producto reside en los ácidos nucleicos y los trabajadores de construcción son proteínas, sobre todo. Es la presencia de estos dos tipos de macromoléculas lo que, más que cualquier otro factor, separa la química de la célula de la del mundo sin vida. En la célula, los trabajadores deben actuar sin el beneficio de una dirección consciente. Cada paso de un proceso debe ocurrir en forma espontánea, de tal manera que el siguiente paso se active de manera automática. De muchas maneras, las células operan en forma análoga al aparato exprimidor de naranjas descubierto por “El Profesor” y mostrado en la figura 1–7. Cada tipo de actividad celular requiere un conjunto particular de herramientas y máquinas moleculares muy complejas, los productos de eones de selección natural y evolución biológica. Un objetivo principal de los biólogos es comprender la estructura molecular y el papel de cada componente implicado en una actividad particular, los medios por los cuales estos componentes interactúan y los mecanismos por los que estas interacciones están reguladas. Downloaded FIGURA 1–7 2024­8­3 11:36 A Your IP is 44.238.56.103 1.2 PROPIEDADES BÁSICAS DE LAS CÉLULAS, Page 7 / 9 ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility Las actividades celulares con frecuencia son análogas a esta “máquina Rube Goldberg”, en la cual un evento desencadena “automáticamente” el siguiente evento en una secuencia de reacción. que el siguiente paso se active de manera automática. De muchas maneras, las células operan en forma análoga al aparato exprimidor de naranjas descubierto por “El Profesor” y mostrado en la figura 1–7. Cada tipo de actividad celular requiere un conjunto particular de herramientas y máquinas moleculares muy complejas, los productos de eones de selección natural y evolución biológica. Un objetivo principal de los biólogos es comprender la estructura molecular y el papel de cada componente implicado en una actividad particular, los medios por los cuales estos componentes interactúan Access Provided by: y los mecanismos por los que estas interacciones están reguladas. FIGURA 1–7 Las actividades celulares con frecuencia son análogas a esta “máquina Rube Goldberg”, en la cual un evento desencadena “automáticamente” el siguiente evento en una secuencia de reacción. FUENTE: Rube Goldberg is the ® and © of Rube Goldberg, Inc. Las células evolucionan ¿Cómo se originaron las células? De todas las grandes preguntas presentadas por los biólogos, quizá esta sea la que tiene menor probabilidad de ser respondida alguna vez. Se presume que las células evolucionaron de alguna forma de vida precelular, que a su vez evolucionó de materiales orgánicos no vivos que estaban presentes en los mares primordiales. Aunque el origen de las células es un misterio casi completo, la evolución de las células se ha estudiado mediante la examinación de los organismos vivos en la actualidad. Si se observaran las características de una bacteria que vive en el tubo digestivo humano (fig. 1–18a) y una célula que forma parte del recubrimiento de ese tubo digestivo (fig. 1–3), resultarían sorprendentes las diferencias entre las dos células. No obstante, ambas células, así como otras presentes en los organismos vivos, comparten muchas características, incluido un código genético común, una membrana plasmática y ribosomas. De acuerdo con uno de los principios de la biología moderna, todos los organismos vivos evolucionan de una sola célula común ancestral que se dividió hace más de 3000 millones de años. Como dio origen a todos los organismos vivos que se conocen, a esta célula ancestral a menudo se le conoce como el último ancestro común universal (o LUCA, last universal common ancestor). Se examinarán algunos de los fenómenos que ocurrieron durante la evolución de las células en la Vía Experimental al final del capítulo. Los capítulos posteriores exploran los aspectos bioquímicos del origen de la vida. Hay que tener presente que la evolución no es sólo un fenómeno del pasado, sino un proceso constante que todavía modifica las propiedades de las células que estarán presentes en los organismos que aún no aparecen. Por ejemplo, la evolución de la resistencia farmacológica de las bacterias es una preocupación de salud sustancial y se describirá en la Sección 3.8. REVISIÓN 1. Listar las propiedades fundamentales que comparten todas las células. Describir la importancia de cada una de estas propiedades. 2. Describir las características de las células que sugieren que todos los organismos provienen de un ancestro común. Downloaded 2024­8­3 11:36 A Your IP is 44.238.56.103 1.2 3. PROPIEDADES ¿Cuál es la fuenteBÁSICAS de energíaDE queLAS CÉLULAS, mantiene la vida en la Tierra? ¿Cómo pasa esta energía de un organismo al siguiente? Page 8 / 9 ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility capítulo. Los capítulos posteriores exploran los aspectos bioquímicos del origen de la vida. Hay que tener presente que la evolución no es sólo un fenómeno del pasado, sino un proceso constante que todavía modifica las propiedades de las células que estarán presentes en los organismos que aún no aparecen. Por ejemplo, la evolución de la resistencia farmacológica de las bacterias es una preocupación de salud sustancial y se describirá en Access Provided by: la Sección 3.8. REVISIÓN 1. Listar las propiedades fundamentales que comparten todas las células. Describir la importancia de cada una de estas propiedades. 2. Describir las características de las células que sugieren que todos los organismos provienen de un ancestro común. 3. ¿Cuál es la fuente de energía que mantiene la vida en la Tierra? ¿Cómo pasa esta energía de un organismo al siguiente? Downloaded 2024­8­3 11:36 A Your IP is 44.238.56.103 1.2 PROPIEDADES BÁSICAS DE LAS CÉLULAS, Page 9 / 9 ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility