El tímpano, también llamado membrana timpánica, es un fino y elástico fragmento de tejido ubicado entre el oído externo y medio. Cumple una importante función de audición y protección, por lo tanto, si se rompe, puede infectarse la zona y, en el peor de los casos, perder la capacidad auditiva.
EL TÍMPANO Y SUS FUNCIONES
El tímpano está formado por tejido conectivo cubierto de piel en la parte externa, mientras que en la parte interna está recubierto por mucosa.
Ubicación del tímpano en el oído.
Es una parte muy importante de nuestro oído, y vibra (al igual que un tambor) cuando es golpeado por el sonido. Cuando las ondas sonoras llegan a esta membrana, provocan una vibración que es transferida a los huesecillos del oído medio que, a su vez, transportan estas señales vibratorias al oído interno, responsable de enviar el mensaje al cerebro.
Asimismo, la membrana timpánica funciona como una barrera y protege al oído medio de las bacterias, el agua y otras sustancias.
¿CÓMO SE ROMPE EL TÍMPANO?
La membrana timpánica puede romperse o perforarse a raíz de:
Infecciones de oído.
Cambios bruscos de presión en el oído.
Ruidos muy fuerte cerca del oído.
Objetos extraños en el oído.
Lesiones en el oído.
Inserción de hisopos en el oído.
Traumatismo craneal grave.
¿QUÉ PASA CUANDO SE ROMPE EL TÍMPANO?
La perforación o rotura en el tímpano impide la correcta vibración de la membrana, lo que provoca la reducción de la capacidad auditiva y, por lo general, mucho dolor.
El tímpano debería sanar por sí solo en unas pocas semanas, pero, si después de seis meses no sana, algunas de las posibles complicaciones son las siguientes:
Pérdida de la audición.
Infección del oído medio (otitis media).
Quiste del oído medio (colesteatoma).
¿Sabías qué?
El tímpano perforado por infecciones en el oído ocurre con mayor frecuencia en la niñez.
Diferencia entre un tímpano normal y uno perforado.
PRUEBAS Y EXÁMENES
Un paciente con síntomas de un tímpano perforado puede recurrir a su proveedor de atención médica, quien probablemente lo derive a un otorrinolaringólogo (especialista en trastornos de oído, nariz y garganta).
Los exámenes y pruebas a realizar incluyen un examen con el otoscopio o microscopio para ver mejor. Asimismo, se puede realizar una audiometría para medir la pérdida de la audición.
Las células son la base fundamental de todos los organismos vivos y se clasifican como eucariotas y procariotas. Hay varias diferencias entre ambas, pero la mayor distinción es que las eucariotas tienen un núcleo verdadero que contiene el material genético de la célula, mientras que las procariotas no tienen núcleo y su material genético flota en el citoplasma.
Células procariotas
Células eucariotas
Complejidad
Menos complejas.
Más complejas.
Núcleo
Ausente.
Presente. Rodeado por una envoltura nuclear que consta de dos membranas lipídicas.
Tipo de célula
Generalmente unicelular.
Generalmente pluricelular.
Recombinación genética
Transferencias parciales e indirectas del ADN.
Meiosis y fusión de gametos.
Membrana celular
Presente.
Presente.
Cromosoma
Uno.
Más de uno.
Forma del ADN
Circular de doble cadena.
Lineal de doble cadena.
Lisosomas y peroxisomas
Ausentes.
Presentes.
Retículo endoplásmico
Ausente.
Presente.
Mitocondrias
Ausentes.
Presentes.
Ribosomas
Pequeños, se dispersan y flotan en todo el citoplasma.
Más grandes, más complejos y unidos por una membrana.
Aparato de Golgi
Ausente.
Presente.
Pared celular
Presente. Rígida, rodea a la membrana plasmática y le da forma al organismo. Compuesta de azúcares y aminoácidos.
Presente en plantas y hongos. En las plantas está compuesta principalmente por celulosa y en los hongos por quitina.
Desde la Antigüedad, el hombre ha cuestionado el lugar en el que se encuentra, la inmensidad del cielo que puede ver y las estrellas que observa en él. Por esta razón, científicos de diversas áreas se esfuerzan en describir cómo es el universo por medio de algunas teorías y modelos.
¿QUÉ ES EL UNIVERSO?
Se entiende por universo a la totalidad del espacio y del tiempo en donde se concentran todas las formas de energía y de materia. Se encuentra gobernado por las leyes y las constantes físicas.
La disciplina que se encarga de estudiar el universo se denomina cosmología, la cual busca describir sus aspectos y sus fenómenos.
El universo está compuesto de nebulosas, galaxias, planetas, satélites naturales, cometas, asteroides y meteoritos.
¿Sabías qué?
Solo el 10 % de la materia es visible y está compuesta mayoritariamente por hidrógeno y helio. El otro 90 % de la materia es invisible: 20% de materia oscura y 70 % de energía oscura.
LA IDEA DEL UNIVERSO A LO LARGO DE LA HISTORIA
Las primeras civilizaciones encontraron un significado a lo que representaba el universo a través del ámbito religioso, otras de lo filosófico y, en los últimos tiempos, a partir de la ciencia. La concepción del universo también se mantuvo en función de un modelo cosmológico propio de cada cultura, lo que llevó a plantear las primeras teorías referentes a su origen.
Cosmología sumeria
Según la mitología mesopotámica, el universo apareció inicialmente cuando los elementos acuosos concibieron a los dioses Anshar y Kishar.
Los egipcios sostenían que el universo era una caja rectangular en la que Egipto estaba en el centro y el cielo se sostenía por montañas. El Sol navegaba por las noches detrás de las montañas del norte y por eso no se veía.
Los hindúes recurrían a la fortaleza de los animales para explicar cómo se sostenía la Tierra. Decían que era sustentada por cuatro pilares que descansaban sobre elefantes y estos, a la vez, sobre una tortuga que flotaba y nadaba en un océano gigantesco.
Los babilonios de la antigua Mesopotamia suponían que la Tierra era una montaña y los astros eran dioses que se trasladaban en carros por el cielo.
Los antiguos griegos sostenían que el universo constaba de varias capas como la cebolla y que Grecia se encontraba en el centro. Detectaron durante la noche que en el cielo ciertos astros presentaban movimientos muy particulares a lo largo de los días y los llamaron planetas.
Modelo geocéntrico
Este modelo fue planteado por Aristóteles y Ptolomeo en la Edad Antigua y tuvo vigencia hasta el siglo XVI.
La teoría postulaba que la Luna, el Sol y las estrellas giraban alrededor de la Tierra en órbitas circulares. Para ese entonces ya se relacionaban los cambios de posición del Sol con las estaciones y, por lo tanto, se dio inicio a la creación de distintos calendarios.
Antiguos calendarios
Calendario
Babilónico
Egipcio y Mexica
Inca
Romano
Cantidad de días
354
365
360
365,25
¿Sabías qué?
Claudio Ptolomeo publicó el libro Almagesto, en el que planteaba que la Tierra estaba en reposo con astros que giraban en torno a él en el interior de esferas, razón por la que este modelo también es llamado “modelo Ptolemaico”.
Modelo heliocéntrico
Este modelo fue propuesto en 1543 por Nicolás Copérnico, y un siglo más tarde fue desarrollado por Galileo Galilei y Johannes Kepler.
Copérnico sugería que el Sol estaba inmóvil en el centro del universo y que alrededor de él giraban todos los cuerpos celestes y la Tierra.
¿Sabías qué?
El primera persona en plantear un modelo heliocéntrico del universo fue Aristarco de Samos. Sin embargo, su propuesta no se impuso.
Años después, con el apoyo de las nuevas tecnologías y de la astronomía, Kepler amplió la propuesta de Copérnico mediante las observaciones hechas con el telescopio revelado por Galileo. En su teoría, los astros giraban en orbitas elípticas.
A pesar de que gracias a Copérnico, Kepler y Galileo se tenía demostración matemática y empírica del modelo heliocéntrico, fue Isaac Newton el científico que explicó físicamente el movimiento de los planetas y acudió a una fuerza que nombró gravedad.
Algunas diferencias
Geocentrismo
Heliocentrismo
El centro del universo es la Tierra.
El centro del universo es el Sol.
Alrededor giran el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas.
Alrededor giran la Tierra y la Luna, los planetas y las estrellas.
En órbitas de forma circular.
En órbitas de forma elípticas.
¿CÓMO SE ORIGINÓ EL UNIVERSO?
¿Sabías qué?
El telescopio espacial Hubble orbita fuera de la atmósfera terrestre y ha logrado recolectar los datos suficientes como para replantear las ideas que se tenían sobre la antigüedad del universo.
Buscar respuestas a enigmas tan grandes conlleva mucho estudio, análisis y dedicación. En relación al universo, los astrónomos de diferentes épocas han intentado comprender su origen y funcionamiento. Para ello han ofrecido diversas teorías. Estas son un conjunto de hipótesis, conocimientos y leyes científicas lógicamente ordenadas y sustentadas en variadas evidencias empíricas que permiten deducir o concluir.
El modelo estándar del universo existe gracias a dos hipótesis elementales. Una es la del Big Bang o gran explosión, y la otra es la de la expansión continua.
¿Sabías qué?
El universo no tiene centro.
Teoría de expansión del universo
Después de que el físico Albert Einstein desarrollara su propia teoría de la gravedad dentro de la teoría de la relatividad general en el siglo XX, se probó que el universo no es estático, sino que se encuentra en expansión. Esta idea fue corroborada entre 1912 y 1922 por Vesto M. Slipher, quien observó los espectros de luz que provenían de las nebulosas; y Edwin Hubble, quien empleó un espectroscopio para analizar las ondas de luz.
Después de los aportes de Einstein y Hubble al estudio del universo, en 1927, George Lemaitre planteó que si el universo estaba en expansión debió haber sido más pequeño en un inicio, lo que llevó a formular la teoría de la gran explosión o Big Bang.
El modelo expansivo del universo propuesto por Lemaitre se conoció como modelo del átomo primigenio o modelo del huevo cósmico. Años más tarde, en 1963, el astrofísico Robert Henry Dicke propuso que existe una radiación de fondo cósmica que emana el universo a causa de una gran explosión.
Así, la teoría de la gran explosión o Big Bang se convirtió en la más aceptada y difundida sobre el origen del universo. Esta explica que en un inicio, hace unos 14 billones de años, toda la materia y radiación observable estaba comprimida en una pequeña masa densa y caliente que en una trillonésima parte de segundo se expandió y pasó de ser muy pequeña a tener un tamaño astronómico. La expansión del universo aparentemente ha continuado a un ritmo mucho más lento y se sugiere que comenzó a partir de algún tipo de energía desconocida.
¿Qué son los agujeros negros?
Son regiones del universo con un campo gravitacional tan intenso que impide que la luz escape, de manera que la velocidad de escape en un agujero negro es superior a la velocidad de la luz.
Los instrumentos con los que se cuenta en la actualidad no les permiten a los astrónomos visualizar el momento exacto en el que nació el universo, es por ello que mucho de lo que sabemos acerca de la teoría del Big Bang está basado en hipótesis, estudios y modelos matemáticos y físicos.
¿Sabías qué?
Se ha demostrado que, a medida que el universo se expande, también se enfría. Por lo tanto, también se piensa que el final del universo será al congelarse.
Otros modelos del universo
Modelo lineal
El universo es único, abarca todo lo que existe y tiene un principio y un final.
Modelo cíclico
El universo no es único. Este nace y muere infinitamente.
Universo de membranas
El universo no es único. Cada universo representa una membrana de infinitas membranas que vibran y chocan.
Universos paralelos
Existen muchos universos simultáneamente, todos independientes entre sí.
RECURSOS PARA DOCENTES
Infografía “La máquina de Dios”
Esta infografía describe el Gran Colisionador de Hadrones, también llamado Máquina de Dios, usado para comprender aspectos sobre el origen del universo.
TEORÍA CELULAR Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
Se consideran seres vivos todos aquellos organismos que están hechos de células, que son las unidades de la vida. Existen dos tipos de células: las procariotas y las eucariotas. La teoría celular describe las células y cómo funcionan. Es considerada uno de los principios básicos de la biología, el crédito de la misma se lo llevan los grandes científicos Theodor Schwann, Matthias Schleiden y Rudolph Virchow, aunque ningún avance se hubiera logrado si no fuera por los trabajos de Robert Hooke. Todas las funciones de los seres vivos dependen de las células: el movimiento, la reproducción, el crecimiento, la sensibilidad, la respiración, la excreción y la nutrición.
Robert Hooke acuño el término “célula” al examinar la estructura porosa del corcho y observar pequeñas celdillas.
LA CÉLULA: UNIDAD ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL
La célula puede definirse como la unidad fundamental de los organismos vivos capaz de reproducirse independientemente. Cada célula está contenida dentro de una membrana puntuada con puertas, canales y bombas especiales. Estos dispositivos permiten la entrada o la salida de moléculas seleccionadas mediante dos mecanismos principales: transporte pasivo y transporte activo. Protegido por la membrana se encuentra el citosol, el cual a su vez está compuesto por el citoesqueleto, una red de estructuras proteicas filamentosas. Finalmente, uno de los organelos más importantes de la célula, y el que se encarga de que se cumplan las funciones vitales y de resguardar el ADN, es el núcleo, presente únicamente en las células eucariotas.
En el núcleo de cada célula, la molécula de ADN se empaqueta en estructuras parecidas a hilos llamadas cromosomas.
CÉLULA ANIMAL VS CÉLULA VEGETAL
De los dos tipos de célula que existen, la más desarrollada es la eucariota. Las células eucariotas se pueden clasificar en dos tipos: la célula vegetal y la célula animal. Ambos tipos de célula comparten organelos como la membrana plasmática, el núcleo, el citoplasma, el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, las mitocondrias y las vacuolas. Por otro lado, se diferencian en organelos como los lisosomas, la pared celular, los cloroplastos y los centriolos. La teoría endosimbiótica propone que los cloroplastos fueron una vez células procariotas que vivían dentro de células huéspedes y que quedaron atrapadas dentro de ellas. Por un lado, recibían protección y, por otro lado, ellos proporcionaban nutrientes, y así, con el paso del tiempo, se formaron las células eucariotas.
Una de las diferencias entre la célula animal y la vegetal es que esta última posee una pared celular que le da soporte.
NUTRICIÓN Y RESPIRACIÓN CELULAR
Se conoce como respiración al conjunto de reacciones bioquímicas mediante las cuales la energía es liberada a partir de sustancias alimenticias, como por ejemplo, la glucosa. La respiración celular se lleva a cabo a través de 3 procesos: glucólisis, mediante el cual es extraída la energía de la glucosa; ciclo de Krebs, mecanismo mediante el cual las células vivas descomponen moléculas de combustible orgánico en presencia de oxígeno para recoger la energía que necesitan para crecer y dividirse; y finalmente la cadena transportadora de electrones, la ruta final de la respiración aerobia y la única parte del metabolismo de la glucosa donde se utiliza el oxígeno atmosférico.
El adenosín trifosfato o ATP es una molécula transportadora energía y se encuentra en las células de todos los seres vivos.
FUNCIONES CELULARES DE REPRODUCCIÓN Y RELACIÓN
El mecanismo de reproducción celular más difundido es la mitosis. Es un proceso de división celular mediante el cual una célula se divide y da origen a dos células hijas genéticamente idénticas a ella. Se compone por las siguientes fases: profase, metafase, anafase y telofase. Por otro lado, la meiosis es la forma especializada de división celular que se produce en las células sexuales, por ejemplo: las esporas de plantas, los espermatozoides y los óvulos. Se compone de las siguientes fases: meiosis I y meiosis II, cada una con profase, metafase, anafase y telofase. Además de los procesos de mitosis y meiosis, para que se separen físicamente las células ocurre la citocinesis.
El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que pueden producir crecimiento y división en células hijas.
PRODUCCIÓN CELULAR
Las proteínas están presentes en los seres vivos y son las responsables de construir estructurasbiológicas y realizar variadas funciones indispensables para el desarrollo de los organismos. El ADN determina el orden de los aminoácidos en la formación de proteínas. La síntesis de proteínas tiene como finalidad permitir al organismo formar aquellas macromoléculas que se necesitan para llevar a cabo sus funciones. La síntesis de proteínas en las células consta de dos etapas: la transcripción y la traducción. Por un lado, la transcripción es el proceso mediante el cual la información contenida en el ADN es copiada en forma de ARN mensajero (ARNm). En la traducción, el ARNm sale del núcleo y se mueve hacia los ribosomas, donde se produce la síntesis de proteínas.
Los ribosomas son los organelos encargados de fabricar proteínas, pueden encontrarse libres en el citoplasma o unidos al retículo endoplasmático rugoso.
Las células necesitan energía para poder realizar todas sus funciones vitales. La mejor manera de obtenerla es mediante la respiración celular llevada a cabo en las mitocondrias, que tiene como resultado la producción de adenosín trifosfato o ATP. Se conoce como respiración al conjunto de reacciones bioquímicas mediante las cuales la energía es liberada a partir de sustancias alimenticias, como por ejemplo la glucosa obtenida principalmente de los nutrientes.
¿CÓMO OBTIENE ENERGÍA LA CÉLULA?
Se necesita energía para realizar trabajos pesados y ejercicios, pero los humanos también utilizamos energía mientras pensamos e incluso mientras dormimos. De hecho, las células vivas de cada organismo utilizan constantemente energía. Los nutrientes y otras moléculas se importan a la célula, se metabolizan (se descomponen) y, posiblemente, se sintetizan en nuevas moléculas, se modifican si es necesario, se transportan alrededor de la célula y posiblemente se distribuyen a todo el organismo.
La mayor parte de las estructuras que componen a los seres vivos pertenecen a tres tipos de moléculas básicas: aminoácidos, azúcares y grasas. Estas moléculas son vitales y el metabolismo se centra en sintetizarlas para la construcción o reparación de células y tejidos, o en degradarlas y utilizarlas como recurso energético.
De los carbohidratos se obtiene la mayor cantidad de energía a través del metabolismo de la glucosa o glucólisis y la respiración celular.
¿Qué es el metabolismo?
Es la circulación continua de materia y energía a través del cuerpo. El metabolismo es una red de procesos que generan energía y le permiten a los seres vivos perpetuarse y autorrepararse.
¿QUÉ ES LA RESPIRACIÓN CELULAR?
Es el el proceso mediante el cual los organismos combinan el oxígeno con las moléculas de los productos alimenticios y desvían la energía química de estas sustancias a actividades que sustentan la vida y los descartan, como productos de desecho, dióxido de carbono y agua.
¿Sabías qué?
Los organismos que no dependen del oxígeno degradan los alimentos en un proceso llamado fermentación.
Glucólisis
Es el conjunto de reacciones químicas en las que la energía es extraída de la glucosa mediante su ruptura en dos moléculas llamadas piruvato. Este mecanismo es parte de la respiración celular y es la primera etapa del metabolismo de los carbohidratos, específicamente del catabolismo, donde las moléculas grandes se transforman en otras más pequeñas. Al romperse la glucosa, se libera energía en forma de dos moléculas de ATP. Finalmente, el producto resultante del piruvato puede ser utilizado en la respiración celular para almacenar aún más energía.
La glucólisis consta de 2 etapas: la fase de requerimiento energético, donde se gastan dos moléculas de ATP, y la fase de liberación de energía, donde se genera piruvato.
Ciclo de Krebs
Es la segunda etapa del proceso de respiración celular, mecanismo mediante el cual las células vivas descomponen moléculas de combustible orgánico en presencia de oxígeno para recoger la energía que necesitan para crecer y dividirse.
El combustible orgánico, ahora piruvato, es degradado a acetil coenzima A o acetil coA para poder entrar al ciclo de Krebs, el cual consta de 8 reacciones: citrato sintasa, acontinasa, isocitrato deshidrogenasa, alfa-cetoglutarato deshidrogenasa, succinil CoA sintetasa, succinato deshidrogenasa, fumarasa ymalato deshidrogenasa. De todas estas reacciones se producen 2 moléculas de ATP, 6 de NADH y 2 de FADH2, de estas dos últimas se generarán 18 ATP y 4 ATP respectivamente.
Cadena transportadora de electrones
Es la ruta final de la respiración aerobia y, además, es la única parte del metabolismo de la glucosa donde se utiliza el oxígeno atmosférico. Se lleva a cabo en la membrana interna de la mitocondria y tiene como finalidad crear un gradiente de protones (hidrogeniones H+) que luego puede ser utilizado en la fosforilación oxidativa para producir energía en forma de ATP.
El transporte de electrones es un conjunto de reacciones deóxido-reducción (reacciones de transferencia de electrones) que se asemejan a una especie de carrera de relevos. Allí los electrones son pasados rápidamente de un componente a otro hasta llegar al final de la cadena, donde los electrones reducen el oxígeno molecular y producen agua.
Los electrones transferidos en esta etapa pertenecen a las coenzimas NADH+H y FADH, provenientes de la glucólisis y el ciclo de Krebs, en total son 10 NADH+H y 2 FADH.
La cadena transportadora está formada por 4 complejos transportadores: complejo I o NADH deshidrogenasa, complejo II o succinato deshidrogenasa, complejo III o citocromo bc1 y complejo IV o citocromo oxidasa.
LA FABRICA DE ENERGÍA CELULAR: LA MITOCONDRIA
Las mitocondrias actúan como las centrales eléctricas de la célula. Contienen dos membranas principales. La membrana mitocondrial externa rodea completamente la membrana interna, con un pequeño espacio intermembrana en medio. La membrana externa tiene poros basados en proteínas y suficientemente grandes para permitir el paso de algunos iones y moléculas.
Tanto el ciclo de Krebs como la cadena transportadora de electrones se producen dentro de la mitocondria.
En contraste, la membrana interna tiene una permeabilidad mucho más restringida. Al igual que la membrana plasmática de una célula, también está cargada de proteínas involucradas en el transporte de electrones y la síntesis de ATP. Esta membrana rodea la matriz mitocondrial, donde el ciclo de Krebs produce los electrones que viajan de un complejo de proteínas a otro en la membrana interna. El aceptor final de electrones es el oxígeno, y esto en última instancia forma agua. Al mismo tiempo, la cadena de transporte de electrones produce ATP.
¿QUÉ ES EL ATP?
El adenosín trifosfato o ATP es una molécula transportadora de energía y se encuentra en las células de todos los seres vivos. El ATP captura la energía químicaobtenida de la descomposición de las moléculas de los alimentos y la libera para alimentar otros procesos celulares.
¿Cómo es la estructura del ATP?
El ATP es un nucleótido que consta de tres estructuras principales: la base nitrogenada, la adenina; el azúcar (ribosa) y una cadena de tres grupos fosfato unidos a la ribosa.
La cadena de fosfato del ATP es la fuente de energía real que la célula utiliza. La energía disponible está contenida en los enlaces de los fosfatos y se libera cuando se rompen, lo que ocurre mediante la adición de una molécula de agua (un proceso llamado hidrólisis). Por lo general, solo el fosfato externo se elimina del ATP para producir energía; cuando esto ocurre, el ATP se convierte en difosfato de adenosina (ADP), la forma del nucleótido que tiene solo dos fosfatos.
De ADP a ATP
La mayor parte del ATP en las células es producido por la enzima ATP sintasa, que convierte el ADP y el fosfato en ATP.
RECURSOS PARA DOCENTES
Artículo “Glucólisis: la energía del azúcar”
En este artículo encontrará información acerca de la glucólisis y sus etapas.
De los dos tipos de célula que existen, la más desarrollada es la eucariota. Por otra parte, este tipo de células se pueden clasificar en dos tipos según sus características propias: célula vegetal y célula animal.
¿QUÉ ORGANELOS TIENEN EN COMÚN LAS CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES?
Las células animales y las células vegetales comparten varias de sus características particulares. Los organelos que presentes en ambos tipos de células son:
Membrana plasmática
Núcleo
Retículo endoplasmático
Aparato de Golgi
Mitocondrias
Vacuolas
Membrana plasmática: es la capa limitante más externa de la célula. Es semipermeable y está formada por proteínas y lípidos.
Núcleo: el sello distintivo de toda célula eucariota, sin importar si es animal o vegetal, es la presencia de un núcleo definido que controla varias funciones de la célula, como la síntesis de proteínas.
¿De qué tamaño es el núcleo celular?
En las células animales el núcleo celular puede ocupar aproximadamente el 10 % del volumen total de la célula, en células vegetales puede ocupar hasta cuatro veces más.
Citoplasma: es una estructura viscosa en la que ocurren todas las reacciones químicas que permiten mantener la vida de la célula. Además, allí se encuentran todos los orgánulos, el núcleo y la membrana.
Retículo endoplasmático: es un organelo celular membranoso que consiste en canales que ocupan gran parte del citoplasma y comunican este último con el núcleo celular. Pueden ser de dos tipos: lisos o rugosos.
Aparato de Golgi: son una serie de sacos membranosos aplanados cuya función es empaquetar y ordenar las proteínas fabricadas en el retículo endoplasmático rugoso. Recibe este nombre porque fue identificado por el médico italiano Camilo Golgi.
Mitocondrias: son organelos de forma elíptica que pueden ser considerados los generadores de energía de la célula, ya que convierten el oxígeno y los nutrientes en adenosin trifosfato (ATP).
Vacuolas: se encuentran en todas las células vegetales y en la mayoría de las células animales. Las vacuolas son sacos llenos de líquido presentes en el citoplasma de las células, que no tienen forma o tamaño definido, y su función principal es el almacenamiento.
¿Sabías qué?
El término “vacuola” tiene su origen en el latín “vacuum”, que significa “vacío”.
A pesar de que se encuentran en ambos tipos de célula, las vacuolas funcionan de manera diferente. En las células vegetales, las vacuolas son grandes y completamente desarrolladas. Sin embargo, en las células animales existen varias pequeñas vacuolas.
¿Quién descubrió las vacuolas?
El término vacuola fue utilizado por primera vez por el biólogo, médico, naturalista y zoólogo francés Félix Dujardin en el siglo XVIII.
¿QUÉ ORGANELOS DIFIEREN ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES?
Lisosomas: son pequeños organelos de forma esférica encargados de llevar a cabo la digestión celular. Contienen enzimas digestivas que permiten degradar organelos en exceso, partículas de alimentos, virus o bacterias.
Pared celular: es una capa externa que rodea ciertas células (como las vegetales). La pared celular proporciona resistencia y soporte estructural a la célula. Los materiales que componen la pared celular difieren según el tipo de organismo, como por ejemplo la quitina en los hongos.
Cloroplastos: son organelos presentes únicamente en las células vegetales, están formados por dos membranas, una externa y una interna de mayor tamaño que las mitocondrias. Los cloroplastos en su interior poseen el pigmento fotosintético clorofila.
Centriolos: grupo de túbulos presentes en las células animales y ausentes en las vegetales. Participan directamente en los procesos de mitosis y meiosis.
Lamela media: esta capa externa de la pared celular contiene polisacáridos llamados pectinas. Las pectinas participan en la adhesión celular y ayudan a que las paredes celulares de las células adyacentes se unan entre sí.
Pared celular primaria: proporciona fuerza y estabilidad a la célula, está compuesta de microfibrillas de celulosa e interviene en el crecimiento celular.
Pared celular secundaria: una vez que la pared celular primaria ha dejado de dividirse y crecer, puede espesarse para formar una pared celular secundaria. Esta capa rígida fortalece y sostiene la célula. Además de celulosa y hemicelulosa, algunas paredes celulares secundarias contienen lignina. No todas las células vegetales poseen pared celular secundaria.
Todas las células tienen membrana plasmática, pero generalmente sólo las plantas, los hongos, las algas, la mayoría de las bacterias y las arqueas tienen células con paredes celulares.
¿Por qué las hojas de los libros se ponen amarillas?
El papel está hecho de fibras de origen vegetal que, aunque contienen principalmente celulosa blanca, también presentan cierta cantidad de lignina. La lignina, al exponerse al aire y la luz, produce un cambio en el color del papel debido a un proceso de oxidación.
SURGIMIENTO DE LOS ORGANELOS Y TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
El origen de los eucariotas parece haber incluido la endosimbiosis, una condición en la que diferentes organismos viven juntos, uno dentro del otro. La clave del éxito de las células eucariotas han sido dos organelos poderosos: la mitocondria y el cloroplasto.
La teoría endosimbiótica propone que estos organelos fueron una vez células procariotas que vivían dentro de células huéspedes. Es probable que estos procariotas hayan sido parásitos o comida para la célula huésped más grande.
Cualquiera fuera la causa, estos procariotas pronto pudieron haberse convertido en prisioneros voluntariosos que proporcionaron nutrientes cruciales o energía. Los procariotas, a su vez, habrían recibido protección y un ambiente estable para vivir.
Por otro lado, los demás organelos de la célula pudieron haberse originado por autogénesis, la cual postula que ciertos organelos surgieron como invaginaciones de la membrana plasmática, se desprendieron y tomaron funciones independientes dentro de la célula.
RECURSOS PARA DOCENTES
Artículo “Célula animal y vegetal”
En este artículo encontrarás las diferencias entre las células animales y vegetales.
Ósmosis es el mecanismo que permite el paso de pequeñas moléculas hidrofóbicas desde una región de concentración más alta a una de concentración más baja. ( )
La célula puede definirse como la unidad fundamental de los organismos vivos capaz de reproducirse independientemente. Esto no sólo quiere decir que con ella se inicia la vida, sino que además su presencia es requisito esencial para el desarrollo de otros seres vivos más complejos.
FUNCIONES VITALES
Dentro de una célula se llevan a cabo una gran cantidad de funciones vitales en las que participan los distintos elementos que la conforman al servicio de tareas particulares tales como la reproducción, la respiración, la nutrición y el crecimiento.
¿De quién se heredan las mitocondrias?
La mitocondrias son las células responsables de la respiración celular y son un organelo que se hereda únicamente de la madre.
En este sentido, puede decirse que cada una de ellas es una unidad funcional de la vida, de hecho, las células son los elementos más pequeños que pueden considerarse vivos.
¿CUÁL ES LA ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULAR?
Cada célula está contenida dentro de una membrana puntuada con puertas, canales y bombas especiales. Estos dispositivos permiten la entrada o salida de moléculas seleccionadas. Su propósito es proteger cuidadosamente el entorno interno de la célula: el citosol.
¿Sabías qué?
Las membranas plasmáticas tienen un espesor de 5 a 10 nm. Al comparar, los glóbulos rojos tienen alrededor de 8 μm de ancho, es decir, aproximadamente 1.000 veces más que la membrana plasmática.
La membrana celular es una capa externa semipermeable que se compone de una mezcla de proteínas y lípidos. La estructura de la membrana plasmática se puede describir con el modelo del mosaico fluido.
¿Quién describió el modelo del mosaico fluido?
El modelo de mosaico fluido fue propuesto por primera vez por S.J. Singer y Garth L. Nicolson en 1972 para explicar la estructura de la membrana plasmática, y aunque ha evolucionado un poco a lo largo del tiempo, aun así representa la mejor estructura descrita.
El modelo de mosaico fluido describe la estructura de la membrana plasmática como un mosaico de componentes que incluye fosfolípidos, colesterol, proteínas y carbohidratos. Las proporciones de proteínas, lípidos y carbohidratos en la membrana plasmática varían con el tipo de célula.
Membrana plasmática.
Componentes de la membrana plasmática
Fosfolípidos: tejido principal de la membrana.
Colesterol: incrustados dentro de los fosfolípidos y la bicapa lipídica.
Proteínas integrales: incrustados en la capa de fosfolípidos, pueden o no penetrarla.
Proteínas periféricas: en la superficie interna o externa de la bicapa lipídica.
Glucoproteínas: incrustadas en la superficie externa de la bicapa lipídica.
Glucolípidos: incrustados en la superficie externa de la bicapa lipídica.
¿CÓMO ES EL TRANSPORTE EN LA CÉLULA?
Transporte pasivo
Es el mecanismo a través del cual las sustancias son transportadas dentro y fuera de la célula sin la necesidad de utilizar energía. Debido a esto, el paso sólo es posible cuando las partículas se mueven a favor de un gradiente de concentración, desde una zona de mayor concentración hasta una de menor concentración. De acuerdo a esto, existen tres tipos de transporte pasivo:
– Difusión simple: es un tipo de transporte pasivo que permite el paso de pequeñas moléculas hidrofóbicas desde una región de concentración más alta a una de concentración más baja.
– Difusión facilitada: transporte pasivo de moléculas a través de la membrana plasmática con la ayuda de proteínas o canales transportadores.
– Osmosis: consiste en el transporte de agua a través de la membrana desde la zona más diluida, es decir, con poca concentración de solutos, hasta la zona más concentrada, es decir, con alta concentración de solutos con el fin de tener el mismo grado de concentración en ambos lados.
Osmosis.
Transporte activo
Proceso de intercambio de sustancias a través de la membrana celular en el que es necesario el uso de energía en forma de adenosin trifosfato (ATP). El gasto de energía es necesario ya que, a diferencia del transporte pasivo, éste se realiza en contra de un gradiente de concentración, es decir, la concentración de la sustancia dentro de la célula es mayor que en el medio extracelular o viceversa.
¿DE QUÉ ESTÁ COMPUESTO EL CITOPLASMA?
El citoesqueleto y las proteínas motoras asociadas
El citoesqueleto es una red de estructuras proteicas filamentosas dentro del citoplasma. Está formado por tres tipos de filamentos: microtúbulos, filamentos intermedios y filamentos de actina. Algunas de las funciones son las de mantener la configuración de la célula, fijar sus organelas e intervenir en la movilidad celular al formar la parte central de cilios y flagelos. Además, participa en la división celular ya que constituye las fibras del huso acromático que dirigen a los cromosomas durante dicho proceso.
Los microtúbulos están formados por subunidades de la proteína tubulina y tienen como función proporcionar estructura y forma a la célula. Los filamentos de actina son los que están compuestos por subunidades de actina, ellos intervienen en los procesos de motiliad y división celular, y también son utilizados por la célula para mantener su estructura o modificarla. Los filamentos intermedios están conformados por proteínas fibrosas, mantienen la estructura de la membrana nuclear desde donde pueden asociarse a los microtúbulos.
La actina en la contracción muscular
La actina es una proteína globular que puede crear filamentos, y además de darle estructura al citoesqueleto, participa en la contracción muscular y relajación muscular. Junto con la miosina forman el 90 % de las proteínas musculares.
EL NÚCLEO CELULAR
El núcleo es un organelo membranoso presente únicamente en las células eucariotas. Se encuentra delimitado por una membrana doble nuclear. Su tamaño es variable, pero en general guarda relación con la célula.
El núcleo celular por lo general se encuentra en el centro de la célula.
El núcleo tiene tres funciones primarias, todas ellas relacionadas con su contenido de ADN. Ellas son: almacenar la información genética en el ADN, recuperar la información almacenada en el ADN en la forma de ARN, y ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas a través del producto de la expresión de los genes: las proteínas.
¿CÓMO SE ORGANIZA EL ADN EN EL NÚCLEO?
En el núcleo de cada célula, la molécula de ADN se empaqueta en estructuras parecidas a hilos llamadas cromosomas. Cada cromosoma está compuesto por ADN firmemente enrollado, muchas veces alrededor de proteínas llamadas histonas que soportan su estructura.
Cada cromosoma tiene un punto de constricción llamado centrómero que lo divide en dos brazos: el brazo corto se conoce como brazo p y el brazo largo como brazo q. La ubicación del centrómero en cada cromosoma permite definir qué tipo es.
RECURSOS PARA DOCENTES
Artículo “La célula”
En este enlace encontrará información más amplia sobre la célula, sus funciones, tipos de organismos y los diferentes tipos.
Este género de más de 1.000 especies está compuesto de microorganismos flagelados unicelulares que presentan características tanto de plantas como de animales. Estos organismos han sido considerados en algunas ocasiones algas y en otras protozoos.
clasificación
Reino: Protista
Filo: Euglenophycota
Clase: Euglenophyceae
Orden: Euglenales
Familia: Euglenaceae
Género: Euglena (Ehrenberg, 1838)
La euglenas se identifican, entre otras cosas, por la presencia de una mancha ocular formada por pigmentos que absorben la luz.
características
Presenta una célula alargada de 15–500 micrómetros y un núcleo celular. Dentro de ella también se encuentrannumerosos cloroplastos que contienen clorofila, una vacuola contráctil, una mancha ocular y uno o dos flagelos.
A diferencia de las células vegetales, la euglena carece de una pared de celulosa rígida y tiene una envoltura protéica flexible que le permite cambiar de forma y le da protección.
Aunque la mayoría de las especies realizan la fotosíntesis, también se alimentan de otros organismos a través de un proceso llamado fagocitosis.
La euglena se reproduce asexualmente a través de un proceso conocido como fisión binaria.
Bajo el microscopio
Por ser un organismo unicelular, no puede verse a simple vista. Por esta razón se debe utilizar un microscopio compuesto para observarla y estudiarla.
La euglena se puede encontrar en estanques y superficies de aguas poco profundas que contienen material orgánico. Por lo tanto, se pueden recoger y preparar fácilmente para su visualización.
La especie más observada en las demostraciones de laboratorio es la Euglena gracilis.
Forma y flagelos
Bajo el microscopio la euglena aparece como un organismo unicelular alargado que se mueve rápidamente a través de la superficie del campo. El cuerpo de este organismo generalmente tiene un extremo redondeado y uno puntiagudo.
El extremo redondeado es a menudo la parte principal de la cual surge la llamada cola en forma de látigo que se conoce como flagelo.
Aunque a menudo se ve un flagelo, las euglenas tienen dos flagelos y uno de estos generalmente se oculta en una parte conocida como reservorio.
El flagelo más largo y visible que se encuentra ubicado en el extremo anterior se mueve rápidamente, lo que hace posible que estos organismos se desplacen a través de la superficie del agua.
Membrana
A diferencia de la mayoría de las células vegetales, este organismo no tiene una pared celular. Los orgánulos y el citoplasma están unidos por una membrana plasmática que facilita el movimiento.
La observación de la euglena bajo un microscopio electrónico ha revelado la presencia de una película compuesta por una capa protéica debajo de la membrana plasmática.
La presencia de esta delgada capa protege la membrana celular y también ayuda a mantener su forma. Además, debido a su naturaleza flexible, facilita el movimiento.
Mancha ocular
Una observación más cercana del organismo revela a través del microscopio una mancha rojiza en la parte anterior. Este es un orgánulo compuesto de gránulos de carotenoides que le permiten sentir y moverse hacia la luz solar.
La mancha ocular también ayuda a filtrar la longitud de onda de la luz que llega al cuerpo paraflagelar, que es la estructura de detección de luz que se encuentra en la base del flagelo.
El movimiento corporal del organismo hacia la fuente de luz donde ocurre la fotosíntesis se conoce comúnmente como fototaxis positiva.
Clorofila
Además de la mancha ocular, también se logra notar bajo el microscopio unas manchas oscuras y verdosas en todo el cuerpo del organismo.
Algunos de estos puntos son cloroplastos que contienen clorofila, lo que produce el tono verde y es responsable de la fotosíntesis. Esto generalmente se conoce como clorofila A.
¿Sabías qué...?
Algunas euglenas tienen clorofila A y B. La clorofila B produce un color verde azulado y mejora la absorción de luz requerida para la fotosíntesis.
El cloroplasto en el organismo atrapa la luz solar que se utiliza para fabricar su alimento a través de la fotosíntesis. Este proceso se puede resumir de la siguiente manera:
Dióxido de carbono + agua, glucosa y oxígeno (en presencia de luz solar)
Aunque son capaces de fabricar su propio alimento, también se alimentan de otros organismos al envolverlos en sus membranas celulares a través de un proceso conocido como fagocitosis.
Fagocitosis
En este proceso, el organismo envuelve la partícula de alimento en una vacuola para ser digerida a través de la liberación de ciertas enzimas. Las euglenas también tiene una vacuola contráctil que ayuda a recolectar y eliminar el exceso de líquidos de la célula. Esto evita que la célula ingiera demasiada agua, para evitar que la misma colapse y se rompa.
Reproducción
Este organismo se reproduce de forma asexual a través de un proceso conocido como fisión binaria. Este proceso comienza cuando la euglena replica su ADN y se expande en tamaño. Luego se divide por la mitad y crea dos organismos completos, cada uno con ADN idéntico.
La parte más importante de la fisión binaria es la división del núcleo donde se encuentra el material genético, que se produce a través de la mitosis que consta de cuatro etapas.
Ocultas más allá de las limitaciones de la visión humana, las células han permitido dar origen a los seres más complejos de nuestro planeta.
Células vistas desde un microscopio.
Muchas veces es difícil asimilar que la vida comience en elementos tan pequeños, completamente imperceptibles para el ojo humano. Sin embargo, la ciencia ha permitido que accedamos a este conocimiento mediante microscopios cada vez más refinados, logrando que el reino celular quede a nuestro alcance para ser estudiado en profundidad.
La célula puede definirse como la unidad fundamental de los organismos vivos capaz de reproducirse independientemente. Esto no sólo quiere decir que con ella se inicia la vida, sino que además su presencia es requisito para el desarrollo de otros seres vivos más complejos.
Dentro de una célula se llevan a cabo una gran cantidad de funciones vitales en las que participan los distintos elementos que la conforman, al servicio de tareas particulares como la reproducción, la respiración, la nutrición o el crecimiento. En este sentido puede decirse que cada una de ellas es una unidad funcional en sí misma, pero como no todas son capaces de sobrevivir solas, tienden a unirse con otras para formar órganos o tejidos.
Debido a la gran variedad de funciones y a la capacidad de adaptarse que tienen las células, las mismas pueden ser de diversos tamaños y colores, a pesar de que posean los mismos elementos constitutivos entre sí. Por otro lado, todas ellas poseen en su interior la información genética necesaria para poder heredar sus características, por lo que una célula puede dar origen a otras con propiedades semejantes a ella.
Esquema de una célula típica.
El origen de la vida
Si bien la ciencia no ha podido establecer el momento en que aparecieron por primera vez células vivas en el planeta, diversos estudios han permitido estimar un tiempo aproximado, valiéndose de las escalas temporales construidas gracias a antiguos restos encontrados en diversas partes de la Tierra.
Los fósiles más antiguos que se hallaron han sido organismos similares a las bacterias que conocemos en la actualidad, y su origen se remonta aproximadamente a 3.500 millones de años, es decir, unos 1.100 millones de años después de que se conformara el planeta.
Sin embargo, se han encontrado algunos indicios de vida anteriores (aproximadamente 3.800 millones de años de antigüedad) que si bien no se han constituido en restos fosilizados de organismos, han dejado restos rastreables de su actividad química. El hallazgo se realizó en la isla de Isua (oeste de Groenlandia) y luego de diversos estudios permitió afirmar que los organismos responsables de la actividad observada habrían surgido antes de una importante lluvia de meteoritos que sufrió la superficie terrestre en aquel entonces.
A pesar de estos indicios, no resulta sencillo determinar el modo ni el tiempo exacto en el cual, hace millones de años, algún cúmulo de elementos diversos dispuestos en el planeta pudo comenzar a tener vida.
Organismo pluricelular.
Los organismos unicelulares y pluricelulares
Una forma de clasificar los organismos es de acuerdo a la cantidad de células que los conforman. En este sentido podemos hablar de aquellos que están constituidos por una única célula, mientras que otros se encuentran formados por millones de ellas.
Los primeros se denominan unicelulares y tienen la capacidad de realizar la totalidad de las funciones necesarias para asegurar su subsistencia. El volumen, forma y características varían según se trate de una bacteria, un alga, un hongo o un protozoo.
Por otro lado, hablamos de organismos pluricelulares cuando nos referimos a aquellos que se encuentran formados por miles o millones de células que se desarrollan en forma conjunta y que provienen de una única célula inicial. Entre ellos se encuentran los animales, las plantas, las algas y los hongos.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que la principal diferencia que se presenta entre las células eucariotas unicelulares y las pluricelulares, es que estas últimas tienen la capacidad de especializarse, pudiendo realizar cada una de ellas una función específica.
Se estima que los primeros organismos pluricelulares aparecieron hace aproximadamente unos 800 millones de años. Los diferentes organismos multicelulares como los hongos, las plantas, los animales y algunos protistas multicelulares, se originaron mediante organismos eucariotas formados por una célula, con los cuales comparten algunas características como la de sus membranas celulares y la de sus organelas.
Netrium, un alga Unicelular.
Células procariotas y eucariotas
Como ya se mencionó anteriormente, no todas las células son iguales, por lo que para clasificarlas se han seguido diferentes parámetros. Siguiendo esta línea deben introducirse dos nuevos conceptos:
• Las células procariotas se caracterizan por ser las más diminutas y las que poseen el modo de organización más simple, encontrándose en bacterias y cianobacterias. No poseen núcleo, por lo que su información genética, que consiste en una molécula de ADN circular, se encuentra directamente dispuesta sobre el citoplasma.
Por otra parte, este tipo de células posee una pared en su exterior que rodea a la membrana plasmática, impidiendo el crecimiento desproporcionado de la misma y otorgándole forma y rigidez.
• Las células eucariotas tienen núcleo y cuentan con un volumen mucho mayor que el de las procariotas. Pueden hallarse tanto en animales y plantas como en los protozoos, las algas y los hongos, es decir, pueden ser de tipo animal o vegetal. El núcleo se encuentra separado del citoplasma por medio de una doble membrana porosa que posibilita el intercambio entre ellos.
Célula procariota.
Células vegetales y animales
Otra forma de clasificar a las células es en animales y vegetales. Si bien a grandes rasgos son muy similares existen notables diferencias entre ellas, especialmente en lo que respecta a la pared celular, los cloroplastos y las vacuolas:
• Pared celular: las células vegetales poseen una membrana plasmática, pero a diferencia de las animales cuentan también con una pared celular que les otorga mayor rigidez.
• Cloroplastos: dentro de las células vegetales existen estas organelas que poseen clorofila en su interior, un pigmento que otorga a las plantas su característico color verde, y que es fundamental para llevar a cabo el
proceso de fotosíntesis.
• Vacuolas: son una especie de saco constituido por una membrana, cuya función es la de almacenar agua, azúcares, sales y otros compuestos, además de contribuir con el sustento de la estructura celular. En las células vegetales existe una única vacuola de gran tamaño pero en las animales son más pequeñas y se presentan en cantidades mayores.
Para ver en detalle la constitución de una célula animal y el detalle de los elementos que la componen, puede consultarse la infografía relacionada con el tema en la página 95.
Estructura de célula animal.Estructura célula vegetal.
La reproducción celular
Las células se reproducen para formar otras nuevas por medio de un proceso de división que les permite repartirse en dos semejantes a ella. Cuando se trata de un organismo unicelular, la multiplicación celular aumenta el número de individuos, pero cuando se trata de organismos pluricelulares, el proceso permite el crecimiento y desarrollo de los diferentes tejidos que lo conforman, así como el remplazo de las células muertas o dañadas.
La división celular no es en todos los casos igual. La forma de reproducción que encontramos en organismos como bacterias y ciertos organismos eucariotas, como las levaduras, es la fisión binaria o bipartición, mientras que en el resto de las células eucariotas la reproducción ocurre por mitosis y meiosis.
Esquema de división celular.
BIPARTICIÓN
Denominamos fisión binaria o bipartición al mecanismo por medio del cual se realiza la división celular en organismos, como los procariotas (bacterias), los protistas y las levaduras. Mediante este proceso las células se dividen en dos partes similares.
Antes de que se produzca la bipartición, la célula madre debe duplicar su material genético, el ADN. Luego se reparte de igual forma entre las dos células hijas que serán genéticamente idénticas a la original.
Luego, tiene lugar la separación del citoplasma de la célula por medio de un proceso denominado “citocinesis” que logra finalmente originar a dos células hijas.
Mitosis
Es la división celular que realizan las células eucariotas. Al igual que la fisión binaria tiene por objetivo distribuir el material genético previamente duplicado para originar dos células hijas.
Este mecanismo de multiplicación, se lleva a cabo en varios pasos o fases que permiten compactar los filamentos de ADN y formar los cromosomas.
Luego de que los cromosomas se han duplicado y separado quedan ubicados en extremos diferentes de la célula. Pero la separación final ocurre con la citocinesis que divide la totalidad del citoplasma para producir las dos células hijas.
Representación de la mitosis.
Meiosis
A diferencia de la mitosis, durante la meiosis se producen cuatro células de una, conteniendo cada una la mitad del número de cromosomas que la progenitora. Es un proceso propio de aquellas células que pertenecen a individuos pluricelulares con reproducción sexual, y que dan lugar a la fusión entre las células sexuales masculina y femenina. A diferencia de las restantes células del individuo, las células sexuales que cuentan con la mitad de cromosomas.
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