¿Qué es la célula?

Unidad anatómica fundamental de todos los organismos vivos. Generalmente microscópica, está formada por citoplasma, uno o más núcleos (en células eucariotas) y una membrana que la rodea.

Postulados de la teoría celular

• Todos los seres vivos están formados por células.
• Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células.
• Todas las células proceden de células preexistentes.
• Cada célula contiene la información hereditaria (ADN) que dirige sus funciones.

¿Quién descubrió la célula y en qué año?

Robert Hooke, en 1665.

¿A quiénes se les atribuye la invención del microscopio?

A los fabricantes de lentes holandeses, en particular a Zacharias Janssen (finales del siglo XVI), a quien se atribuye la invención de los primeros microscopios compuestos alrededor de 1590.

Funciones de los organelos celulares (14 principales)

A continuación se enumeran los organelos mencionados y su función principal:

• Acrosoma – Contenido en el espermatozoide; facilita la fusión con el óvulo liberando enzimas que degradan las envolturas del óvulo.
• Autofagosoma – Vesícula que envuelve material citoplasmático y orgánulos para su degradación por autofagia.
• Centrosoma – Región celular que organiza los microtúbulos y participa en la formación del huso mitótico durante la división celular.
• Cilio – Proyección móvil de la membrana que participa en el movimiento celular y en el transporte de fluidos sobre superficies celulares.
• Exosoma – Vesículas extracelulares que participan en la comunicación intercelular y en la eliminación de residuos; no deben confundirse con lisosomas.
• Glyoxisoma (glioxisoma) – Orgánulo presente en algunas plantas y hongos que participa en la conversión de lípidos en azúcares (ciclo del glioxilato).
• Hidrogenosoma – Orgánulo en ciertos protistas anaerobios que produce energía y, en algunos casos, hidrógeno.
• Lisosoma – Contiene enzimas hidrolíticas para la degradación de macromoléculas y orgánulos dañados.
• Magnetosoma – Estructura en bacterias magnetotácticas que contiene cristales magnéticos para la orientación magnética.
• Miofibrilla – Elemento contráctil de las células musculares formado por filamentos de actina y miosina (no es un orgánulo típico, pero sí una estructura funcional).
• Peroxisomas – Orgánulos que realizan la oxidación de ácidos grasos y la detoxificación de peróxido de hidrógeno (H2O2).
• Proteasoma – Complejo proteico responsable de la degradación de proteínas marcadas con ubiquitina.
• Ribosomas – Ensamblan proteínas a partir de la información transmitida por el ARNm.
• Vesícula – Estructura membranosa que almacena, transporta o digiere productos y residuos celulares.

Diferencias entre mitosis y meiosis

Mitosis: proceso de división celular que da lugar a dos células hijas genéticamente iguales a la célula madre y con el mismo número de cromosomas (diploide si la madre es diploide). Se encarga del crecimiento, la reparación y la reproducción asexual.

Meiosis: proceso de división celular que reduce a la mitad el número de cromosomas, produciendo células haploides (gametos) distintas entre sí debido a la recombinación genética y a la segregación independiente de los cromosomas. La meiosis genera cuatro células hijas.

Repetición: Diferencias entre mitosis y meiosis

Mientras que la mitosis siempre da lugar a células con el mismo número de cromosomas y genéticamente idénticas a las de la célula madre, en la meiosis el número de cromosomas se reduce a la mitad y las células hijas son genéticamente distintas entre sí por la recombinación genética. La mitosis produce dos células hijas; la meiosis produce cuatro.

Fases de la mitosis: profase, metafase, anafase y telofase

Profase

Es una fase larga: los centríolos (en células animales) se separan y comienzan a formar el huso mitótico a partir de microtúbulos. Los cromosomas se condensan y se hacen visibles. Al final de la profase, la envoltura nuclear empieza a desintegrarse (en eucariotas con envoltura nuclear).

Metafase

Los pares de cromátidas hermanas se alinean en el plano ecuatorial (placa metafásica) del huso. Las fibras del huso se conectan a los centrómeros mediante los cinetocoros.

Anafase

Es la etapa más rápida de la mitosis: los centrómeros se separan y las cromátidas hermanas se separan, siendo atraídas hacia polos opuestos por las fibras del huso.

Telofase

Los cromosomas llegan a los polos opuestos, el huso se desensambla y se reconstituyen las envolturas nucleares alrededor de cada conjunto cromosómico. Los cromosomas comienzan a descondensarse y reaparecen los nucleolos.

¿Qué es la citocinesis?

Proceso de separación y segmentación del citoplasma que generalmente sigue a la telofase, dando lugar a dos células hijas separadas.

Ovogénesis y espermatogénesis

Espermatogénesis: proceso de formación y maduración de los espermatozoides. Tiene lugar en los testículos; la maduración final ocurre en el epidídimo. La duración aproximada es de 64 a 75 días en humanos.

Ovogénesis: proceso de formación y diferenciación del gameto femenino (óvulo) mediante divisiones meióticas en los ovarios. A partir de una célula diploide se producen una célula haploide funcional (el óvulo) y generalmente tres cuerpos polares haploides no funcionales.

Diferencias entre célula eucariota y procariota

Célula eucariota: posee un núcleo delimitado por una membrana nuclear. Dentro del núcleo se encuentran los cromosomas que contienen el ADN. Presenta orgánulos membranosos (mitocondrias, retículo endoplásmico, etc.).

Célula procariota: no posee núcleo verdadero; el material genético (cromosomas) está disperso en el citoplasma en una región llamada nucleoide. No poseen orgánulos membranosos complejos.

En cuanto a la pared celular: las procariotas (bacterias) poseen una pared celular compuesta por peptidoglucano (o peptidoglucanos). Entre las eucariotas, las vegetales poseen pared celular de celulosa, mientras que las eucariotas animales no tienen pared celular, solo membrana plasmática.

Diferencias entre célula animal y vegetal

• Ambas poseen membrana plasmática, pero la célula vegetal además cuenta con una pared celular de celulosa que le da rigidez.
• La célula vegetal contiene cloroplastos: orgánulos capaces de sintetizar azúcares a partir de dióxido de carbono, agua y luz solar (fotosíntesis), lo que las hace autótrofas. La célula animal no posee cloroplastos y no realiza fotosíntesis.
• La célula vegetal tiene vacuolas grandes (para almacenamiento y turgencia), la animal vacuolas más pequeñas o vesículas.

Ejemplifique el ciclo de vida celular

Diferencia entre genética y herencia

Genética estudia cómo se transmiten, generan y expresan las características de los organismos (morfológicas, fisiológicas, bioquímicas o conductuales) de una generación a otra y cómo interactúan con el ambiente.

Herencia es la transmisión de las características de los seres vivos a sus descendientes mediante el material genético del núcleo celular (ADN).

Dibujo de un cromosoma y sus partes

¿Qué son los genes?

Un gen es una secuencia ordenada de nucleótidos en la molécula de ADN que contiene la información necesaria para la síntesis de una macromolécula (generalmente una proteína o un ARN funcional) con una función celular específica.

¿Cuántos cromosomas hay en una célula haploide y una célula diploide?

En humanos: una célula diploide tiene 46 cromosomas (23 pares). Una célula haploide tiene 23 cromosomas (un juego de cromosomas), como los gametos.

¿Qué es una mutación?

Una mutación es un cambio que altera la secuencia de nucleótidos del ADN. Puede ser puntual, por inserciones, deleciones o reordenamientos cromosómicos y su efecto puede ser neutro, perjudicial o beneficioso.

Leyes de Mendel

Primera Ley: Principio de uniformidad

Al cruzar dos líneas puras (homocigotas) que difieren en un carácter, la descendencia F1 es uniforme y expresa el carácter dominante.

Segunda Ley: Principio de segregación

Los alelos de un mismo gen se separan (segregan) durante la formación de gametos; cada gameto recibe solo uno de los dos alelos.

Tercera Ley: Principio de la independencia de los caracteres

Cuando se consideran dos o más caracteres, los alelos de genes diferentes se distribuyen de manera independiente unos de otros en la formación de gametos (salvo que estén ligados en el mismo cromosoma).

¿Qué científicos promueven la teoría de la síntesis abiótica?

Alexander Oparin fue uno de los científicos que propuso ideas sobre el origen químico de la vida y la síntesis abiótica de moléculas orgánicas en la Tierra primitiva.

Teoría de la Panspermia sobre el origen de la vida

La panspermia propone que la vida, o los precursores de la vida, pudo haber llegado a la Tierra desde el espacio exterior. Svante Arrhenius fue uno de los proponentes históricos de esta idea.

Definiciones: evolución y adaptación

Adaptación: proceso por el que un organismo se acomoda al medio ambiente y a sus cambios mediante rasgos que aumentan su supervivencia o reproducción.

Evolución: conjunto de cambios graduales y continuos en las especies a lo largo del tiempo que conducen a la aparición de formas nuevas y a la diversificación de la vida.

Principales características de homínidos y etapas evolutivas

Australopithecus

1. Bipedismo. 2. Mandíbulas y maxilares relativamente robustos. 3. Capacidad craneana menor que en Homo, pero con adaptaciones al bipedismo.

Homo erectus

1. Bipedismo estricto. 2. Estatura media mayor (en algunos ejemplares cercana a 1,70 m). 3. Cráneo más grande y tecnologías líticas más avanzadas.

Homo habilis

1. Cráneo más redondeado que en Australopithecus. 2. Incisivos con forma particular en algunos especímenes. 3. Molares relativamente grandes con esmalte. 4. Ausencia de diastema pronunciado.

Homo sapiens

1. Marcha bípeda. 2. Producción de herramientas de piedra y madera cada vez más complejas. 3. Manejo controlado del fuego. 4. Expresiones artísticas rudimentarias como pinturas rupestres.

Principales características de la Era Arcaica (Arcaica o Arqueozoica)

La Era Arcaica (o Arqueozoica, dentro del eón Arcaico) abarca desde la formación de la Tierra hace aproximadamente 4.600 millones de años hasta el inicio del Proterozoico (~2.500–2.400 millones de años). Fue una etapa donde se formaron los primeros continentes estabilizados, surgieron las primeras formas de vida procariota y se desarrollaron procesos geoquímicos primitivos.

Principales características de la Era Paleozoica

1. En los mares abundaban las algas. 2. La tierra comenzó a ser colonizada por criptógamas como los licopodios (antepasados de helechos) y otras plantas. 3. Aparecieron formas vegetales como helechos con semillas, equisetos gigantes y las primeras gimnospermas. 4. La fauna se diversificó en los mares e invadió el medio terrestre. 5. En los océanos aparecieron peces acorazados y posteriormente peces con mandíbulas.

Principales características de la Era Mesozoica

Aparecen dinosaurios dominando los ecosistemas terrestres; surgen los primeros mamíferos y aves; aparecen las plantas con flores (angiospermas) y una gran diversidad de insectos.

Subdivisión de la era Mesozoica y características

La era Mesozoica se divide en tres periodos principales:

• Triásico (aprox. 252–201 millones de años): aparición temprana de dinosaurios y primeros mamiferoides; recuperación tras la extinción del Pérmico.
• Jurásico (aprox. 201–145 millones de años): diversificación de dinosaurios grandes y aparición de las primeras aves.
• Cretácico (aprox. 145–66 millones de años): expansión de angiospermas y culminación de la era de los dinosaurios no avianos, que finaliza con la extinción masiva del Cretácico-Paleógeno.

Subdivisión de la era Cenozoica y características

La era Cenozoica se subdivide en varios períodos; entre los más estudiados del Paleógeno se encuentran:

• Paleoceno – recuperación de la vida tras la extinción del límite Cretácico-Paleógeno; diversificación de mamíferos primitivos.
• Eoceno – expansión de mamíferos y desarrollo de climas cálidos; separación definitiva de algunas masas continentales como la Antártida y Australia.
• Oligoceno – el clima comienza a enfriarse gradualmente; diversificación de mamíferos modernos.

Notas

Durante estos intervalos se producen cambios tectónicos importantes, como la apertura del océano Atlántico y la separación definitiva de continentes, lo que influye en el clima y la evolución biológica.

¿Cuáles son las principales características de la Tierra primitiva?

La Tierra primitiva presentaba una atmósfera rica en gases como vapor de agua, dióxido de carbono, nitrógeno y posiblemente compuestos reducidos (metano, amoníaco, hidrógeno). La superficie era volcanicamente activa, con frecuentes descargas eléctricas y bombardeo meteórico. Estas condiciones favorecieron reacciones químicas que, según algunas hipótesis, pudieron conducir a la formación de moléculas orgánicas complejas y, eventualmente, a las primeras formas de vida.