Tema 1 Bioloxía Xeoloxía: As células.

1.1 A teoría celular e a súa importancia en Bioloxía.

O científico inglés Robert Hooke, usando redimentario microscopio,  descubriu que a cortiza estaba formada por pequenas cavidades regulares ás que lles chamou células, querendo significar celas ou habitacións pequenas.

O descubrimento do mundo microscópico realízase cando o Holandés Leeuwenhoek, cun microscopio sinxelo construído por el mesmo, observou unha pinga de auga, onde atopou un mundo novo , poboado por diminutos seres que nadaban vertixinosamente.

Grazas ao perfeccionamento dos microscopios, o botánico escocés Robert Brown, observou a presenza constante dun corpúsculo no interior das células no interior das células vexetais, ao que denominou núcleo e destacou a súa importancia como elemento básico da estructura celular.

Os biólogos alemáns Schleiden e Schwann, formulan a denominada teoría celular, que consiste na xeralización de que todos os seres vivos (vexetais e animais) están enteiramente constituídos por células e produtos célulares.

Virchow comprobou que as células só se poden orixinar por reprodución de células preexistentes, e Pasteur, demostrou que non existe a xeración espontánea.

Santiago Ramón e Cajal demostrou que as neuronas non estaban unidas de seu formando unha rede, senón que eran células independentes. O descubrimento da individualidade da neurona concedeu á teoría celular validez universal. 

Actualmente, a teoría celular resúmes nos principios que se detallan a continuación:

-A célula é a unidade estrutural e funcional de todos os seres vivos. 

-A actividade dun organismo é o resultado da actividade das células que o compoñen. A soloción de todos os problemas biolóxicos debe buscarse nos procesos celulares.

-Toda célula procede sempre doutra célula.

1.2. A teoría celular e a estructura dos seres vivos

Schleiden e Schwann, os impulsores da teoría celular, sinalaron que todas as plantas e animais son agrupacións de células dispostas conforme as leis definidas.

Existen miles de especies de seres unicelulares, nos que unha célula constitúe o organismo completo. Todos os organismos pluricelulares procedemos dunha soa célula que, logo de repetidas divisións, da dá lugar a grupos de células especializadas, ou tecidos, que desempeñan distintas funcións.

Os órganos están constituídos por diferentes tecidos e realizan funcións específicas. Os aparellos ou sistema de órganos constan de varios órganos que contribúen a unha función predeterminada. Un organismo está formado por un conxunto de aparellos. A actividade dun organismo é o resultado, en definitiva, da actividade das células que o compoñen. 

O INTERESANTE MUNDO MICROSCÓPICO

Entre os seres microscópicos observados por Leeuwenhoek ayópanse as bacterias, que abundan no aire, nos líquidos e no interior e exterior de plantas e animais. As bacterias, aínda que teñen relación con moitas enfirmidades, tamén posúen unha grande importancia ecolóxica.

Leeuwenhoek tamén observou protistasque son, principalmente, unicelulares (protozoos e algas unicelulares) e teñen organización eucariota. Son acuáticos e habitan augas doltes e salgadas.

O actual interese polos microorganismos radica tamén na súa aplicación no campo da biotecnoloxía.

2.1. Niveis de organización da materia.

A materia presenta distintos graos de organización. Ao ascender dun a outro aparecen propiedades novas, que no existían ao nivel anterior. 

Por exemplo, todos os átomos están formados por protóns, electróns e neutróns, pero cada átomo ten propiedades que non están presentes nesas partículas. De xeito semellente, as moléculas posúen propiedas que non teñen os átomos que as constitúen , e un organismo é moito máis que o conxunto de átomos que a constitúen, e un organismo é máis o conxunto de átomos e moléculas dos que está composto.

A célula constitúe o nivel de organización no cal aparecen as características dos seres vivos. 

2.2. Os bioelementos.

As células son un producto da Terra e, xa que logo, están constitúidas polos mesmos elementos químicos do mundo mineral. Hai uns 70 elementos químicos, denominados bioelementos, que interveñen na constitución das células. Entre eles distínguese:

-O carbono (C), o osíxeno (O), o hidróxeno (H), e o nitróxeno (N), que constitúen preto do 99% da masa da célula.

-O fósforo (P), e o xofre (S), que se encontran en cantidades menores, pero son imprescindibles para o desemvolvemento das función vitais.

-O ferro (Fe), o cobre (Cu), o cinc (Zn), o iodo (I), o sodio (Na), o potasio (K), o flúor (F), e os restantes bioelementos que se atopan en cantidades moi pequenas pero son imprescindibles, por exmplo, para o transporte de osíxeno ou a propagación do impulso nervioso.

Cando osbioelementos que se atopan en proporción menor ao 0,1% denomínase oligoelementos.

2.3. As células están constituídas por biomoléculas.

Os elementos químicos combínanse de seu e poden formar miles de moléculas diferentes. As moléculas que forman os seres vivos denomínanse biomoléculas. 

Na constitución das células interveñen: 

-Biomoléculas minerais ou inrgánicas: auga e sales minerais.

-Biomoléculas orgánicas: glícidos, lípidos, proteínas e ácidos nucleicos. Estas moléculas só se atopan nos seres vivos.

IMPORTANCIA DA AUGA E DOS SALES MINERAIS

A auga é a molécula máis abondosa en todas as células. Este elemnto representa entre un 70% e un 90% do peso da maioría de organismos.

As súas principais funcións son as seguíntes: 

-É un extraordinario disolvente, o que permite que moitas substancias se atopen, no interior da célula, en disolución acuosa e poidan reaccionar entre sí.

-Actúa como vehículo de intervambio  de substancias entre as células e o medio. Transporta substancias e serve para eliminar os refugallos.

-Evita os cambios bruscos de temperatura nos organismos, grazas á súa gran capacidade de amortecemento térmico.

Os sales minerais tamén desempeñan dúas funcións esenciais.

Estas son:

-Forman estructuras esqueléticas, como as cuncha dos molúscos ou os ósos dos vertebrados.

-Os ións dos sales minerais interveñen en todos os procesos celulares. Por exemplo, o ión magnasio é necesario para a síntese de proteínas; o ión calcio, para a coagulación do sangue e a contracción muscular; o ión sodio e o ión potasio, para a propagación do impulso nervioso polas neruronas.

3.1. As biomoléculas orgánicas

A materia que compón ás células, agás a auga e os sales, está formada por moléculas orgánicas, isto é, moléculas que conteñen carbono.

Todas estas biomoléculas pódense agrpar en catro grandes clases: glícidos, lípidos, proteínas e ácidos nucleicos.

3,2. Glícidos

Os glícidos ou hidratos de carbono están formados por C,H e O e clasifícanse en:

-Monosacáridos. Constan dunha soa molécula, como a glicosa, a frutosa, a ribosa. 

-Disacáridos. Están formados por dúas moléculas de mosacáridos,  como a sacarosa (azucre de cana o remolacha) e a lactosa (azucre do leite)

Os monosacáridos e os disacáridos teñen sabor doce e chámanse azucres.

- Polisacáridos. Non teñen sabor doce e desempregan funcións de almacenamento de enerxía e deformación de estruturas celuláres. 

Os principais polisacáridos son: o amidón ou fécula (en vexetais) e o glicóxeno (en animais); a celulosa, e a quitina, que forma parte da composición do exoesqueleto dos artrópodos e das paredes celulares de moitos fungos. 

3.3. Lípidos

Os lípidos están formados por C, H e O, aínda que algúns conteñen tamén N e P. Os máis importantes son os seguíntes: 

• As graxas ou triglicéridos, que serven como depósitos de reserva enerxética, pois ao oxidarse durante a respiración celular proporcionan máis do dobre de enerxía ou que as proteínas.

• Os fosfolípidos, que constitúen a estructura das membranas celulares.

• As ceras, que forman cubertas protectoras nas follas e nos froitos, así como na pel, no pelo ou nas plumas.

• Os terpenos, que actúan como pigmentos e substancias olorosas nos vexetais e constitúen tamén algunhas vitaminas, como a A, E e K.

• Os esteroides máis destacados son vitaminas, como a D, hormonas como as sexuais e as da codia suprarrenal, ácidos biliares e colesterol.

3.4. Proteínas 

As proteínas están constituídas por C,H,O,N e S.

Estan formadas pola unión dunhas unidades denominadas aminoácidos. Existen 20 aminoácidosas súas principais funcións son as seguintes:

• Compoñen as membranas e os orgánulos celulares.

• Os enzimas catalizan reaccións celulares. A gran maioría dos enzimas son proteínas.

• Son vehículos de transporte de certas moléculas, como a hemoglobina que transporta o osíxeno.

• Regulan e coordinan procesos, como moitas hormonas.

• Son responsables da contracción muscular, como a actina e a miosins, das células musculares. 

• Teñen acción defensora, como os anticorpos, que son proteínas.

• Nalgunhas ocasións subministran enerxía.

3.5. Ácidos nucleicos 

Os ácidos nucleicos están constituídos por C, H, O, N e P. Están formados pola unión duns componentes denominados nucleótidos. Os ácidos nucleicos son:

• O ADN (ácido desoxirribonucleico). É a molecula portadora de información hereditaria da célula e conteñen as instruccións necesarias para o desemvolvemento dos organismos.

• O ARN (ácido ribonucleico). Recibe a información do ADN e encáfgase de sintetizar as proteínas.

4.1. A célula, unidade de vida.

A utilización do microscopio permitiu aos científicos coñecer a estructura dos seres vivos e puxo en evidencia que todo organismo estaba formado por diminutas estructuras elementais, as células, que presentaban todas as características dun ser vivo, xa que eran capaces de realizar todas ás funcións vitais.

Hoxe sabemos que a célula é a unidade fundamental dun ser vivo, tanto de estructura como de función, isto é, o fragmento máis diminuto que ostenta todas as características dos seres vivos.

Todas as células proveden doutras células preexistentes.

4.2. Estructura da célula eucariota.

As células eucariotas son moito máis grandes e complexas que as procariotas e poden ser animais e vexetais. Caracterízanse porque teñen o material xenético dentro dun núcleo, rodeado por unha envoltura nuclear.

Na célula distinguese: 

• A membrana plasmática. É unha capa continua que rodea a célula e controla o intercambio de substancias co exterior.

• O citoplasma. É o contido da célula, situado entre a membrena plasmática e a membrana nuclear. Está constituido por un medio líquido, ou citosol, formado por auga e todas as substancias solubles do citoplasma, onde están dispersos os orgánulos celulares.

• O núcleo. É un orgánulo que dirixe a actividade da célula. Está rodeado por unha membrena que posúe poros. Contén un líquido, o nucleoplasma, onde se atopan o nucleólo e a cromatina:

- O nuecléolo está formado por ARN e proteínas e intervén na formación dos ribosomas.

- A cromatina está formada por ADN e proteínas. Ao principio da división celular experimenta un rodelamento, orixinando os cromosomas.

As células eucariotas vexetais posúen ademais as estructuras seguintes:

• Unha parede celula, que recobre e protexe a membrana e está constituída por unha trama de fibrilas de celulosa acompañada doutros compoñentes.

• Uns orgánulos chamados cloroplastos onde se realiza a fotosíntese. 

• Unhas cavidades ou vacúolos onde a célula garda distintas substancias.

5.1. A nutrición celular.

Nutrición e o conxunto de procesos mediante os cales as células adquiren e transforman materia e enerxía do exterior. Esta función comprende o intercambio de substancias a través da membrana, as transformacións químicas das moléculas e a excreción dos productos de refugallo producidos pola célula.

A nutrición permite reparar ou construir novas estructuras e obter a enerxía necesaria para realizar todas as actividades da célula.