En 1992 los bioquímicos Oparin y Haldane formularon simultáneamente la hipótesis sobre los procesos de evolución química que debieron producirse durante el origen de la vida según ellos las moléculas orgánicas podrían formarse con los gases de la atmósfera que reaccionarían entre si gracias a la radiación solar. Estas nuevas moléculas orgánicas caerían a los océanos formando lo que llamaron sopa primita. Las moléculas se iría asociando entre si formando unos coacervados. Esta hipótesis fue en gran parte confirmada por Miller que demostró la posibilidad de que se formaran espontáneamente moléculas orgánicas.
Primeras células
De las macromoléculas conocidas hoy día solo los ácidos nucleicos son capaces de autoreplicarse. A principios de los 90 Altman y Cech demostraron que el ARN es capaz de catalizar una serie de reacciones incluida la polimerización de nucleótidos. Este primer ARN enzimático capaz de autorreplicarse recibíó el nombre de ribozima
Teoría endosimbionte
Woese denomino progenote o protobionte al antepasado común de todos los organismos y representante de la unidad viviente mas primitiva. De este tronco común, surgirían en la evolución las células procariotas, que comprenderían las arqueobacterias y las eubacterias. Posteriormente aparecerían las eucariotas
Origen de las células eucariotas
Las células procarioticas serian las precursoras de los perixosomas de las mitocondrias y de los cloroplastos. La adquisición de estos dos tipos de bacterias tuvo la significación fundamental ya que la célula eucariótica adquiríó capacidad de respiración aerobia y capacidad fotosintética.
Células procariotas
En general las células procariotas suelen ser muy pequeñas poseen una membrana recubierta de pared celular y de composición variable, a veces por encima de ella puede existir una capsula o vaina gelatinosa. El citoplasma posee dos regiones bien diferenciadas, donde esta el material genético llamado nucleoide o cromosoma bacteriano y el citoplasma restestante, donde destacan los ribosomas
Puede presentar flagelos y se dividen por fisión binaria.
Una de las carácterísticas de las procariotas es la diversidad morfológica que presentan, según su forma se distinguen bacilos, cocos, espirilos y vibrios
Estructura
Citoplasma: ribosomas que participan en la síntesis de proteínas
Nucleoide: molécula de ADN simple y circulas son membrana
Mesosomas: replegamientos de la membrana plasmática cuya función es contener algunas enzimas que intervienen en los procesos de respiración y división celular
Membrana plasmática: envoltura e naturaleza lipoproteica.
Pared celular rígida: esta compuesta por polisacáridos y péptidos, y rodea a la membrana plasmática
Capsula o glucocalix: esta compuesta por polisacáridos y péptidos, y rodea a la membrana plasmática
Fimbria: estructuras más cortas y numerosas que los pili, su función parece estar relacionada con la adherencia a los sustratos
Flagelos: presentan uno o dos flagelos que permiten su locomoción
Pili: estructuras parecidas los flagelos, aunque mas numerosos, su función esta relacionada con el intercambio de ADN
Estructura de las eucariotas
Célula vegetal:
Cloroplastos: son órganos específicos de las células vegetales, en su interior se realiza la fotosíntesis
Pared celular: cubierta externa que actúa como exoesqueleto, gruesa y rígida, se desarrolla sobre la membrana plasmática
Célula animal:
Centrosoma:
estructura sin membrana que es el centro organizador de los microtúbulos
Comunes:
Mitocondrias: orgánulos presentes en todas las células eucarióticas en cuyo interior se lleva a cabo el metabolismo oxidativo, durante el cual se forman la mayoría de las moléculas de ATP
Lisosomas y perixosomas: proporcionan compartimentos metabólicos especializados en la digestión y la oxidación de algunas células
Vacuolas: la mayor parte de las células presentan vacuolas que desempeñan funciones tan diversas como la digestión de macromoléculas o almacenamiento de nutrientes
Citoesqueleto: fundamental en la estructura y función de la célula eucariótica. Se trata de una red de filamentos proteicos que se extiende por todo el citoplasma, desde la membrana nuclear hasta la membrana plasmática. Es el responsable de la forma de la célula de la distribución de los orgánulos y de los movimientos de las células.
Núcleo: orgánulo presente en todas las células eucariotas que alberga en su interior información genética del ADN
Retículo endoplasmatico y complejo de golgi: están especializados en el transporte de proteínas y en la síntesis de lípidos destinados a la secreción, incorporación a la membrana plasmática o incorporación de lisosomas.
El núcleo
Estructuralmente el aspecto del núcleo depende del momento del ciclo celular en el que se encuentre la célula se halla en núcleo interfasico cuando la célula no esta en fase de división y de núcleo mitótico cuando se diferencian los cromosomas
Carácterísticas del núcleo:
Componentes. El núcleo consta de una envoltura nuclear (doble membrana) y una matriz nuclear o nucleoplasma en cuyo seno se encuentran la cromatina y el nucléolo
Forma: es muy variable (esférica, ovalada, polilobulada) depende del tipo de célula y del momento del ciclo en el k esta
Tamaño: pues proporcional al que tiene la célula, ocupando un 10%
Posición: la posición es carácterística de cada célula, en las células embrionarias ocupan una posición central
Numero: suele haber un núcleo por célula, pero existen excepciones, existen células anucleadas que han perdido el núcleo durante su proceso de diferenciación y otras cuentan con dos núcleos un macronucleo y un micronucleo. La condición plurinucleda de algunas células puede originarse mediante dos mecanismos:
División sucesiva de un primitivo núcleo sin que ocurra la consiguiente división celular dando origen a una célula denominada plasmodio
Fusión de varias células uninucleadas llamándose sincitio a la resultante
La envoltura nuclear es una doble membrana con un espacio intermembranoso
La membrana nuclear externa esta membrana suele estar unida a la del retículo endoplasmatico
El espacio perinuclear o intermembranoso comprendido entre las dos membranas
La membrana nuclear interna
Poros nucleares en todos los núcleos las dos membranas que forman la envoltura nuclear se fusionan dando origen a perforaciones circulares denominadas poros nucleares
Son canales acuosos que regulan los intercambios de moléculas entre el núcleo y el citosol. Permiten la circulación libre de moléculas hidrosolubles y regulan mecanismos como el transporte activo
Cromatina
En el núcleo de las células eucarióticas el ADN esta asociado a proteínas formando una estructura empaquetada y compacta denominada cromatina
Carácterísticas
La cromatina consta de ADN y proteínas, las proteínas pueden ser de dos tipos
Histonas: son proteínas muy básicas
No histonas
Ultraestructura
La observación de la cromatina revela una constitución fibriliar tras de una serie de fibras adosadas unas a otras en forma de espiral k recibe el nombre de fibras cromatinicas o nucleosomicas
Cada fibra aislada presenta el aspecto de un collar de cuentas, a cada cuenta con forma esférica le dieron el nombre de nucleosoma, estos nucleosomas están relacionados por una fibrilla que se corresponde con el espesor de una doble hélice de ADN
Nucleoplasma
También llamado carioplasma o matriz nuclear es una matriz semifluida situada en el interior del núcleo
Nucléolo
Una estructura constante en el interior del núcleo celular, generalmente hay uno pro núcleo
Es un orgánulo más o menos redondeado, muy refringente y generalmente próximo a la envoltura nuclear
Funciones del nucléolo: en el nucléolo se realiza la síntesis del ARNr y el procesado y empaquetamiento de subunidades ribosomales que posteriormente son exportadas al citosol
Estructura del cromosoma metafísico
El cromosoma metafísico es el mas estudiado constituido por dos cromátidas paralelas entre si resultado de la duplicación del material genético excepto el ámbito del centrómero
El centrómero o constricción primaria divide al cromosoma en dos brazos que pueden ser del mismo o de diferentes tamaños, ocupa una posición variable pero fija para cada uno de ellos a lo largo del cromosoma. Los centrómeros contienen heterocomatina, constitutiva es decir, cromatina compactada y genéticamente inactiva en todas las células
A ambos lados del centrómero y sobre cada una de las dos cromátidas, se localizan estructuras proteicas denominadas cinetocoro que son los puntos desde donde se polimerizan los microtúbulos
Las constricciones secundarias
Son zonas mas estrechas identificables en los brazos y que están relacionadas
Los telomeros son estructuras protectoras situadas en cada uno de los extremos del cromosoma eucariótico que evitas que se pierda información de los extremos en cada ciclo de replicación
Las bandas son segmentos de cromatina que se colorean con diferente intensidad
4 tipos de cromosomas
Metacéntricos el centrómero ocupa una posición medial, los dos brazos son de igual o similar longitud
Submetacentricos el centrómero ocupa una posición submeridional. Uno de los brazos tiene un tamaño ligeramente superior
Acrocentricos el centrómero ocupa una posición subterminal
Telocentricos el centrómero ocupa uno del los extremos del cromosoma
Numero de cromosomas
El numero de cromosomas es constante para todas las k pertenecen al mismo organismo
La mayoría de los organismos son diploides es decir tienen dos juegos de cromosomas, los cromosomas forman parejas de cromosomas homólogos k contienen información genética para los mismo caracteres. Sus gametos son haploides
También existen organismos en los k todas las células son haploides, algas y helechos, además existen organismos k tiene en sus mas de dos juegos de cromosomas
El numero de cromosomas no guarda relación con el nivel evolutivo alcanzado
Al conjunto de todos los cromosomas de una célula se le denomina cariotipo, y se distinguen dos tipos de cromosomas
Los somáticos o autosomas comunes a los dos sexos de la misma especie e implicados en desarrollas las carácterísticas del soma
Sexuales o gonosomas, responsables por numero presencia o ausencia de la determinación del sexo, en el hombre son los cromosomas x e y