Revisión del 19:43 17 mar 2016

•Construcción de la teoría celular, sus principales aportaciones y postulados.

Actualmente al concepto común de que la célula es la unidad básica de la vida se conoce con el nombre de “teoría celular”. Aunque hay que reconocer que ésta es más la afirmación de un hecho que de una teoría en el sentido ordinario.

Enunciada en 1838-1839 por dos científicos alemanes, Matthias Jacob Schleiden y Theodor Schwann, la teoría celular representó una síntesis y una consolidación decisiva de conceptos biológicos, ya que en realidad, sin ser mecanicistas, comprendemos la vida en el grado en que entendemos la estructura y la función de las células.

El establecimiento de una generalización científica es de ordinario un lento proceso acumulativo; muy pocos hombres y muy pocas ideas se yerguen aislados en el transcurso del tiempo. Así, pues, la importancia de las fechas 1838-1839 y de los nombres de Schleiden y Schwann no estriba en un repentino descubrimiento de las células por primera vez, sino en la recopilación de ideas y observaciones sueltas entonces aceptadas, y su organización en un conjunto convincente y, para aquel periodo de la Biología, profundamente significativo.

En efecto, para llegar al establecimiento de la teoría celular, fue necesario un largo proceso, primeramente la invención del microscopio atribuida a Zacarias y Hans Janssen quienes en 1590 presentaron un microscopio compuesto, formado por dos lentes convexas colocadas en el interior de un tubo metálico y que juntas proporcionaban hasta 30 aumentos. Posteriormente en 1650, Anton Van Leeuwenhoek con lentes talladas por él mismo, realizó diversas observaciones de protozoarios, bacterias, células epiteliales, eritrocitos, etc. Con este tipo de instrumento, en 1656, Borell describió los glóbulos rojos.

Las mejoras realizadas a los microscopios se sucedieron con gran rapidez permitiendo realizar nuevas observaciones, en 1665 el inglés Robert Hooke notificó por primera vez el descubrimiento de las células, nombre que aplicó a los espacios vacíos en forma de celdillas que encontró al observar un corte delgado de corcho y ver en realidad las paredes celulares, ya vacías de células.

Otros descubrimientos importantes fueron el descubrimiento del núcleo de la célula en 1833 por Robert Brown y la identificación del protoplasma celular en 1839 por Johannes Purkinje.

Basados en la compilación de los estudios realizados hasta 1838-1839 tanto en células vegetales como células animales, el botánico Matthias Jacob Schleiden y el zoólogo Theodor Schwann (ver figura 1.3), propusieron la Teoría Celular que postulaba que “Todo ser vivo está formado por células o productos celulares, por lo que la célula es la unidad básica estructural de todos los seres vivos”.

Unos veinte años después de haber anunciado su teoría Schleiden y Schwann, el médico alemán Rudolf Virchow reunió suficiente información para llegar a establecer una importante generalización: omnis cellula e cellula, es decir, “toda célula se origina sólo de otra preexistente”.

Esta generalización aunada a la propuesta por Schleiden y Schwann constituyo la base de los trabajos e investigaciones gracias a los cuales se sustenta el conocimiento que se ha alcanzado hoy en día sobre la célula. A los postulados conjuntos establecidos por Schwann, Schleiden y Virchow, se les conoce actualmente como la teoría celular moderna, al dar a la célula la categoría de unidad de organización y desarrollo estructural y funcional. Es decir, que la célula es la unidad anatómica, fisiológica y de origen de todo ser vivo.

•Moléculas presentes en las células: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos son moléculas relativamente grandes conocidas como macromoléculas, que junto con el agua, sales minerales y vitaminas constituyen los compuestos básicos de los que están formadas todas las células y por ende, todos los seres vivos.

Dentro de los organismos, el agua, las sales minerales y las vitaminas pueden formar moléculas más complejas al unirse a las macromoléculas o pueden permanecer libres. La cantidad de cada tipo de estos compuestos varía de acuerdo al tipo de célula de que se trate e incluso del tipo de organismo. El agua es la molécula más común en todos los seres vivos, mientras que los carbohidratos y las proteínas son las macromoléculas orgánicas más abundantes en los cinco reinos: Monera, Protoctista, Fungi, Plantae y Animalia.

El agua se encuentra formando parte de los seres vivos aproximadamente en unas tres cuartas partes de su peso corporal, aunque existen organismos que llegan a estar constituidos por agua hasta en un 99% (en el caso de las medusas) o en el otro extremo, algunos insectos que llegan a tener un 40%.

Funciones biológicas del agua

1. El agua está considerada como el solvente universal. Su molécula polar permite la disolución de prácticamente todos los compuestos polares, tanto inorgánicos como orgánicos. 2. También tiene funciones metabólicas, ya que ofrece un medio fluido y ágil que favorece la realización de reacciones bioquímicas (fotosíntesis y parte de la respiración) 3. Cumple funciones de transporte. Relacionada con su elevada capacidad disolvente, el agua facilita la formación de torrentes líquidos o semilíquidos que distribuyen sustancias disueltas en los organismos (sangre, savia bruta y elaborada). También permite segregar productos elaborados o eliminar desechos o (néctar, orina). 4. Estructura volumétrica. Debido a la gran cohesión que brinda la polaridad de las moléculas de agua y a la solubilidad de algunas sales que le provocan la posibilidad de generar presiones osmóticas, el agua permite dar volumen y turgencia a las células. 5. El agua es un gran termorregulador, ya que al tener un elevado calor específico, permite mantener constante la temperatura de los seres vivos (que en los humanos es de 36.5° C. 6. Debido a su gran resistencia a ser comprimida, el agua cumple con funciones amortiguadoras; tal es el caso del líquido sinovial, que evita la fricción entre los huesos, o el líquido cefalorraquídeo, que amortigua el sistema nervioso central de los impactos producidos por la locomoción animal. 7. Amortigua la temperatura planetaria. En efecto, al cubrir tres cuartas partes de la superficie terrestre, mantiene una temperatura adecuada para la vida, tanto en tierra como en las masas acuáticas, ya que la polaridad molecular del agua genera un mayor volumen al estado sólido, lo que provoca que el hielo flote y mantiene condiciones de vida bajo la costra de hielo polar.

Sales Minerales

Las sales minerales pueden encontrarse en los organismos de dos maneras principales: i) sólidas en forma de precipitado e ii) disueltas en agua, formando iones (Aniones el ion negativo como los fosfatos y los cloruros; y Cationes la parte positiva de la sal como K+, Na+ o Ca+). Cumplen diversas funciones celulares como el mantenimiento de los procesos de presión osmótica y de homeostasis, auxilian en la formación y mantenimiento de los huesos, regulan la actividad enzimática y el volumen celular a través de la presión osmótica, generan potenciales eléctricos importantes para las actividades nerviosa y muscular entre otras funciones.

Vitaminas

Las vitaminas son sustancias que no tienen una estructura química homogénea, lo que tienen en común es que les son necesarias a los seres vivientes en cantidades muy bajas del orden de miligramos o microgramos por día. Tienen funciones fisiológicas importantes por actuar como, o ser precursores de coenzimas, que son factores imprescindibles para que las enzimas cumplan su función de síntesis o catálisis.

Por su afinidad de solubilidad, las vitaminas pueden ser hidro o liposolubles como se puede ver en el siguiente cuadro, que además presenta los daños provocados por su carencia:

Carbohidratos

Los carbohidratos, también llamados hidratos de carbono o glúcidos son macromoléculas formadas casi exclusivamente de carbono, hidrógeno y oxígeno, por lo que se les llama compuestos terciarios, (ya que tienen tres de los cuatro elementos biogenéticos: CHON) en donde el hidrógeno y el oxígeno se encuentran generalmente en la misma proporción que el agua por cada carbono presente (CH2O)n, de ahí que se les denominara carbohidratos (de carbo, carbono e hidro, agua) aunque hoy en día se sabe que existen carbohidratos como la desoxirribosa (C5H10O4) en los que el hidrógeno y el oxígeno no guardan esa proporción.

Para su estudio, los carbohidratos se clasifican en tres grupos: monosacáridos (una cadena sencilla de entre tres y siete carbonos), disacáridos (dos cadenas unidas) y polisacáridos (más de diez cadenas unidas). Cabe aclarar que el término sacárido que en griego significa sabor dulce, se les asigna porque entre estos compuestos se encuentran la glucosa y la sacarosa, que son dulces.

Los monosacáridos son las unidades mínimas que presentan las características de un carbohidrato. Los monosacáridos o azúcares simples son moléculas que se componen de cadenas formadas de tres a siete átomos de carbono y su principal característica estructural es la presencia de grupos hidroxilo (−OH). Además, contiene un grupo aldehído o bien un grupo cetona, siendo su fórmula general (CH2O)n, donde n representa el número de carbonos presentes en la molécula.

Entre los monosacáridos más conocidos se encuentran la glucosa y la fructosa que son los más abundantes en la naturaleza y cuyo origen está en la fotosíntesis de los vegetales; está también la galactosa, así como la ribosa y la desoxirribosa presentes en los ácidos nucléicos RNA y DNA respectivamente. La glucosa, de donde se deriva el término glúcido, tiene gran importancia fisiológica en los mamíferos, ya que se requiere determinada concentración de este monosacárido en la sangre (72-145 miligramos por decilitro), de otro modo se presentan diversos problemas. Una concentración más baja (hipoglucemia), puede provocar visión doble, irritabilidad, confusión, e incluso desmayos y convulsiones; esta situación puede presentarse en personas privadas de alimentos, con dietas rigurosas o en personas con problemas de diabetes. Por lo contrario, una concentración elevada (hiperglucemia o diabetes), puede generar sed, visión borrosa, piel seca y necesidad de orinar con frecuencia. De hecho el organismo fabrica una hormona, la insulina, para controlar los niveles de glucosa en la sangre.

Los disacáridos son carbohidratos formados por la unión de dos monosacáridos, los enlaces que unen a los dos monosacáridos se llaman enlaces glucosídicos que se forman por el desprendimiento de una molécula de agua de los dos grupos hidroxilo (−OH) contiguos, quedando como puente un oxígeno que une a dos carbonos de los monosacáridos vecinos.

Entre los disacáridos más conocidos se encuentra la sacarosa o azúcar de mesa, que se extrae de la caña de azúcar y de la remolacha; otro disacárido común es la lactosa que se encuentra presente en la leche, además de la maltosa que es empleada para la elaboración de cerveza.

Los polisacáridos son largas cadenas formadas por la unión de muchos monosacáridos mediante enlaces glucosídicos y que además pueden formar ramificaciones de las cadenas, dando origen a moléculas extremadamente grandes y de un elevado peso molecular. Ejemplos de estos compuestos son: el almidón, la celulosa y la quitina.