UNIVERSIDAD POPULAR AUTONOMA DE VERACRUZ MAESTRO: JUAN CARLOS CRUDET MATERIA: BIOLOGIA TEMA: ESTUDIO DEL ADN Y CELULA Y TIPOS DE CELULAS ALUMNA: ERIKA GIL CONTRERAS GRADO: TERCER TRIMESTRE

FECHA DE ENTREGA: 7 DE ENERO DEL 2012

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NDICEINTRODUCCION 1.1. HISTORIA DEL ADN 1.2. PRINCIPALES EXPONENTES DEL ADN 1.3 PRINCIPALES APORTACIONES DE LA INVESTIGACIN DEL ADN 1.4 DEFINICION DE LA CELULA 1.5 PRINCIPALES EXPONENTES DE LA CELULA 1.6. TIPOS DE CELULAS CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA 02 03 05 08 13 15 29 40 41

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INTRODUCCIN El presente trabajo de investigacin es acerca sobre cmo fue descubierto el ADN, que gracias a sus investigaciones son de gran ayuda para la humanidad y mencionare un poco sobre el cido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (y tambin DNA, del ingls deoxyribonucleic acid), es un tipo de cido nucleico, una macromolcula que forma parte de todas las clulas. Contiene la informacin gentica usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus, y es responsable de su transmisin hereditaria. Desde el punto de vista qumico, el ADN es un polmero de nucletidos, es decir, un polinucletido. Un polmero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre s, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN, cada vagn es un nucletido, y cada nucletido, a su vez, est formado por un azcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adeninaA, timinaT, citosinaC o guaninaG) y un grupo fosfato que acta como enganche de cada vagn con el siguiente. Lo que distingue a un vagn (nucletido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando slo la secuencia de sus bases. La disposicin secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la informacin gentica: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucletidos, en la que las dos hebras estn unidas entre s por unas conexiones denominadas puentes de hidrgeno. Tambin haremos mencin sobre la clula y tipos de clulas, se menciona que Una clula (del latn cellula, diminutivo de cellam, celda, cuarto pequeo) es la unidad morfolgica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la clula es el elemento de menor tamao que puede considerarse vivo.1 De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos segn el nmero de clulas que posean: si slo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscpicos); si poseen ms, se les llama pluricelulares. En estos ltimos el nmero de clulas es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (1014), como en el caso del ser humano. Las clulas suelen poseer un tamao de 10 m y una masa de 1 ng, si bien existen clulas mucho mayores. La teora celular, propuesta en 1839 por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos estn compuestos por clulas, y que todas las clulas derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interaccin entre clulas adyacentes; adems, la tenencia de la informacin gentica, base de la herencia, en su ADN permite la transmisin de aquella de generacin en generacin.

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DESARROLLO DEL TEMA 1.1. Historia del ADN El descubrimiento del ADN. Hasta mediados del siglo 20 no se sospechaba que el cido desoxirribonucleico, ADN, fuera la molcula capaz de asegurar la transmisin de los caracteres hereditarios de clula a clula, generacin tras generacin. Su limitada variedad qumica no permita suponer que poseyera la versatilidad y ductilidad necesarias para almacenar la informacin gentica de los seres vivos. En 1869 un bilogo suizo Johann Friedrich Miesscher, utilizo primero alcohol caliente y luego una pepsina enzimtica, que separa la membrana celular y el citoplasma de la clula, el cientfico quera aislar el ncleo celular, concretamente en los ncleos de las clulas del pus obtenidas de los vendajes quirrgicos desechados y en la esperma del salmn, someti a este material a una fuerza centrifuga para aislar a los ncleos del resto y luego someti solo a los ncleos a un anlisis qumico. De esta manera Miescher identifico a un nuevo grupo de substancias celulares a las que denomino nuclenas, observo la presencia de fsforo, luego Richard Altmann las identifico como cidos y les dio el nombre de cidos nucleicos. Robert Feulgen, en 1914, describi un mtodo para revelar por tincin el ADN, basado en el colorante fucsina. Se encontr, utilizando este mtodo, la presencia de ADN en el ncleo de todas las clulas eucariotas, especficamente en los cromosomas. Durante los aos 20, el bioqumico P.A. Levene analizo los componentes del ADN, los cidos nucleicos y encontr que contena cuatro bases nitrogenadas: citosina y timina (pirimidinas), adenina y guanina (purinas); el azcar desoxirribosa; y un grupo fosfato. Tambin demostr que se encontraban unidas en el orden fosfatoazcar-base, formando lo que denomino un nucletido. Levene tambin sugiri que los nucletidos se encontraban unidos por los fosfatos formando el ADN. Sin embargo, Levene pens que se trataban de cadenas cortas y que las bases se repetan en un orden determinado. En el ao 1928 Frederick Griffith investigando una enfermedad infecciosa mortal, la neumona, estudi las diferencias entre una cepa de la bacteria Streptococcus peumoniae que produca la enfermedad y otra que no la causaba. La cepa que causaba la enfermedad estaba rodeada de una cpsula (tambin se la conoce como cepa S, del ingles smooth, o sea lisa, que es el aspecto de la colonia en las

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placas de Petri). La otra cepa (la R, de rugosa, que es el aspecto de la colonia en la placa de Petri) no tiene cpsula y no causa neumona. Griffith inyect las diferentes cepas de la bacteria en ratones. La cepa S mataba a los ratones mientras que la cepa R no lo haca. Luego comprob que la cepa S, muerta por calentamiento, no causaba neumona cuando se la inyectaba. Sin embargo cuando combinaba la cepa S muerta por calentamiento, con la cepa R viva, es decir con componentes individuales que no mata a los ratones e inyectaba la mezcla a los ratones, los ratones contraan la neumona y moran. Las bacterias que se aislaban de los ratones muertos posean cpsula y, cuando se las inyectaba, mataban otros ratones. Frederick Griffith fue capaz de inducir la transformacin de una cepa no patognica Streptococcus pneumoniae en patognica. Griffith postul la existencia de un factor de transformacin como responsable de este fenmeno.

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1.2. Principales exponentes del ADN El experimento de Hershey-Chase ,el ADN es el material gentico. En 1952 Alfred Hershey y Martha Chase realizaron una serie de experimentos destinados a dilucidar si el ADN o las protenas era el material hereditario. Marcando el ADN y las protenas con istopos radiactivos en un cultivo de un virus, se poda seguir el camino de las protenas y del ADN en un experimento, demostrando cual de ellos entraba en la bacteria. Ese seria el material hereditario (factor transformador de Griffith). Dado que el ADN contiene fsforo (P) pero no azufre (S), ellos marcaron el ADN con fsforo-32 radioactivo. Por otra parte, las protenas no contienen P pero si S, y por lo tanto se marcaron con azufre-35. Hershey y Chase encontraron que el S-35 queda fuera de la clula mientras que el P-32 se lo encontraba en el interior, indicando que el ADN era el soporte fsico de la herencia.

James Watson y Francis Crick Un ao despus de los experimentos de Hershey-Chase apareci en la revista Nature, un artculo conjunto de y Crick que narraba de cautelosa el descubrimiento que haban

Watson forma

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realizado; comenzaba con estas palabras:"Deseamos sugerir una estructura para la sal del cido desoxirribonucleico (ADN).Esta estructura posee nuevas caractersticas que son de considerable inters biolgico" Watson y Crick, escribieron en 1953, esta estructura tienen una novedoso caracteristica, la cual la hace tener una considerable inters biolgico. Eligiendo los datos ms relevantes de un cmulo de informacin y analizaron con recortes de cartn y modelos de alambre y metal, fueron capaces de develar la estructura de la doble hlice de la molcula del cido desoxirribonucleico, ADN, y formularon los principios de almacenamiento y transmisin de la informacin hereditaria. Este hallazgo les vali el premio Nobel, que compartieron con M.H.F. Wilkins. El siguiente dibujo es origina de Watson y Crack y fue tomado del articulo publicado en la revista Nature,

Identificacin. El anlisis de la estructura del ADN consiste en averiguar la secuencia de nucletidos. Se han desarrollado diferentes mtodos para obtener la secuencia de nucletidos del ADN, los mtodos ms utilizados son el de secuenciacin automtica y el mtodo enzimtico de terminacin de cadena de Sanger tambin conocido por el mtodo didesoxi.

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PRINCIPALES INVESTIGADORES DEL ADNFriedrich Miescher descubre en 1869 que el ncleo celular contiene una extraa sustancia a la que nombra nuclena, posteriormente denominada cido desoxirribonucleico o ADN.

Oswald Avery en 1944 junto con Mc Leod y Mc Carty, purifica o principio transformante e identifica el ADN como la molcula responsable de la transformacin bacteriana.

Matha Chase y Alfred Hershey confirman en 1952 que las instrucciones genticas de las clulas las porta el ADN y no las protenas.

Rosalin Franklin obtiene en 1952 una fotografa de difraccin de rayos X que sugiere que el ADN est formado por dos cadenas que giran una alrededor de la otra en forma de espiral. Esta imagen, conocida como fotografa 51.

James Watson y Francis Crack desentraan en 1953 la estructura del ADN. Publican su modelo de la doble hlice del ADN en la revista Nature. Nace la biologa molecular.

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1.3 Principales Aportaciones de la investigacin del ADN 1 Resuelta la conjetura de Poincar: Casualmente nuestro primer artculo del blog. Este problema estaba considerado como el problema matemtico ms complejo de este siglo y una de las diez cuestiones sin resolver del milenio. Es un problema de topologa tetradimensional del espacio planteado hace cien aos por Poincar y que, como mucho, entienden de verdad una docena de personas en todo el planeta. Hasta que Perelman public la solucin. Parece ser que Perelman est considerado como la persona ms inteligente del mundo. Le fue concedida este ao la medalla Shields (algo as como el Nobel de matemticas que, en contra de lo que muchos piensan, no existe), pero el ruso, que vive en un pequeo pueblo y que es poco amigo de los actos sociales (otros dicen que directamente es un ser completamente intratable), ni siquiera fue a recogerlo. Segn Science, ste es el hecho ms importante del ao y ser la tabla peridica que aportar claridad al estudio de los espacios tetradimensionales. 2 Viaje al centro del ADN fsil: La paleogentica es el estudio del ADN fsil. La amplificacin, mediante ingeniera gentica, de pequeas secuencias de ADN de especies extintas est aportando un nuevo y complejo campo de actuacin. Este ao, 150 aniversario del descubrimiento del hombre de Neandertal, dos equipos de investigadores han conseguido, por primera vez, secuenciar mas de un milln de bases del ADN de esta otra especie humana que comparti con Sapiens 10000 aos de historia. 3 Los hielos menguantes: Los investigadores han llegado a una preocupante conclusin: las dos grandes superficies heladas de la Tierra (Groenlandia y la Antrtida) estn perdiendo hielo a velocidades cada vez mayores. Enorme placas, del tamao de pases, se desgajan y vagan por los ocanos hasta derretirse. 4 El eslabn perdido de los vertebrados: El Tiktaalik roseae es el eslabn evolutivo que une a los peces con los primeros invertebrados que vivieron en tierra firme, hace 375 millones de aos. Cuerpo de terpodo cuadrpedo pero con figura de pez y mandbula de cocodrilo. As eran nuestros tatarabuelos. 5 El largo camino hacia la invisibilidad: La Ciencia ha diseado el primer y an rudimentario traje invisible. Lejos de ser an perfecto (la prenda, parecida a una gabardina, solo es invisible cuando es

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observada en determinadas condiciones) se basa en una revolucionaria manera de manipular las ondas electromagnticas, obligndolas a ignorar al objeto, rodendolo, y mostrando lo que est inmediatamente detrs de l. 6 Victoria contra la degeneracin macular: La degeneracin macular son manchas en la retina que en las personas mayores pueden llevar a la ceguera. Un nuevo frmaco, el ranibizumab, incrementa la visin de un tercio de los pacientes al tiempo que estabiliza a los dems. 7 El verdadero origen de las especies: Diversos estudios en 2006 han revelado que basta con cambiar el entorno en el que vive un grupo de individuos ra que se empiecen a producir los cambios genticos que terminarn por convertir a sus descendientes en una especie diferente. 8 Hacia el ms pequeo todava: Los microscopios ordinarios no son capaces de mostrar objetos que sean menores que la mitad de la longitud de onda de la luz usada para iluminar (200 nanmetros para la luz visible). Durante aos los fsicos han intentado sortear esta limitacin conocida como Lmite de difraccin. Lo consiguieron, finalmente, en abril. 9 Cmo consigue perdurar la memoria: Cmo el cerebro consigue grabar nuevos recuerdos es una de las cuestiones principales de la neurociencia. Una de las posibilidades implica un proceso llamado potenciacin a largo plazo (LTP) que de alguna manera fuerza las conexiones entre neuronas y que es el autntico mecanismo de la memoria. Por fin esto se ha conseguido demostrar. Estudios realizados este ao refuerzan esta hiptesis. Uno de ellos consigui demostrar que suprimir el LTP tras haber aprendido algo supona olvidarlo por completo. 10 Manipulacin gentica: El descubrimiento de pequeas molculas de ARN capaces de desactivar genes es algo que se ha venido repitiendo durante los ltimos aos. Este 2006 no ha sido una excepcin y un nuevo miembro se ha sumado al club molecular: PiRNA, que abunda en los testculos de humanos y animales y que sirve para regular el desarrollo y mantenimiento de las clulas espermticas.

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EL ADN Y LA CRIMINOLOGA El cido desoxirribonucleico, comnmente conocido i abreviado como ADN en castellano, o como DNA en ingls, es un tipo de cido nucleico, una macromolcula que forma parte de todas las clulas, contiene la informacin gentica usada en el desarrollo i el funcionamiento de los organismos vivos conocidos i de algunos virus, siendo el responsable de su transmisin hereditaria. Desde el punto de vista qumico el ADN es un polmero de nucleticos, es decir un polinucletico. Un polmero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre s, como si fuera un largo tren formado por vagones, cada vagn es un nucletico, i cada nucletico est formado por un azcar, una base nitrogenada in grupo fosfato que acta como enganche de cada vagn con el siguiente, lo que distingue a cada vagn de otro es la base nitrogenada, por ello la secuencia del ADN se especifica solo nombrando la secuencia de sus bases. La disposicin secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena es la que codifica la informacin gentica, en los organismos vivos el ADN se presenta como una doble cadena de nucleticos, en la que las dos hebras estn unidas entre s por unas conexiones denominadas: puentes de hidrgeno.. Las secuencias de ADN que constituyen la unidad fundamental, fsica i funcional de la herencia se denominan genes, cada gen contiene una parte que se transcribe a ARN i otra que se encarga de definir cundo i dnde deben expresarse, la informacin contenida en los genes se emplea para generar ARN i protenas, que son los componentes bsicos de las clulas. Dentro de las clulas, el ADN est organizado en estructuras llamadas cromosomas que durante el ciclo celular se duplican antes de que la clula se divida. El material gentico completo de una dotacin cromosmica se denomina genoma i con pequeas variaciones, es caracterstico de cada especie. EVOLUCION DE LAS TECNICAS DE ESTUDIO DE ADN A mediados del Siglo XX, cuando gracias al descubrimiento del ADN y de su estructura i al posterior avance en las tcnicas de anlisis de dicha molcula la Hemogentica forense evolucion considerablemente hasta el punto que hoy en da puede hablarse de una nueva subespecialidad en la Medicina Forense. La Gentica Forense. Dicha ciencia estudia bsicamente unas regiones del ADN que presentan variabilidad entre los distintos individuos, es decir, estudia regiones polimrficas del ADN, de ese modo analizando determinado nmero de regiones polimrficas, la probabilidad de que dos individuos sean genticamente iguales es prcticamente nula, excepto en el caso de gemelos univitelinos Aunque la ciencia posea las herramientas necesarias para el estudio del ADN, su aplicacin en la solucin de casos judiciales, recin ase produjo en 1985, cuando el Ministerio del Interior Britnico solicit el concurso de Alec J. Jeffreys, a la zazn Profesor de Gentica de la Universidad Leicester.

LA GENETICA FRENTE AL CRIMEN:

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La bsqueda de similitudes i diferencias fue durante aos una de las preocupaciones bsicas de la gentica, se trataba de encontrar analogas entre los genes de distintas personas i de estudiar porqu algunas presentaban mayor resistencia a ciertas enfermedades. La gentica permite la identificacin del parentesco i tambin para determinar la culpabilidad o inocencia de personas acusadas de determinados crmenes o violaciones, mediante pruebas sexolgicas o de ADN. En la primera se utilizan exclusivamente clulas vivas, mientras que en la segunda pueden aplicarse tambin clulas muertas. El estudio de la tcnica del ADN, es la ms reciente i permite internarse en las clulas vivas o muertas, extraer los genes i estudiarlos directamente. Se utiliza el examen de manchas de sangre o de semen, en caso de no contarse con una cantidad suficiente de genes, se recurre a la tcnica de expansin por cadena inducida por polimerosas, mediante la cual se multiplica la cantidad de ADN.

LA GENETICA I LA IDENTIFICACION HUMANA: La identificacin de la persona i en su caso del sospechoso i la certificacin de su conexin con el hecho criminal es uno de las aspectos de la investigacin criminal, que ms avanz en los ltimos tiempos gracias al descubrimiento de las huelas digitales genticas. El sistema de identificacin gentica aparece, causando una verdadera revolucin. En el ao de 1987, los tribunales norteamericanos aceptaron incluir la prueba de las huellas digitales del ADN, como componente de los cromosomas, para identificar a las personas en causas criminales i violaciones. EL ADN I EL DERECHO CIVIL PERUANO Tanto El Cdigo Civil de 1936, como en el nuevo Cdigo Civil, vigente desde 1984, consideraban a las pruebas biolgicas, en materia de filiacin extramatrimonial, como un indicador para descartar la paternidad si las pruebas de sangre i afines resultaban negativas, pero si stas resultaban positivas no eran consideradas como prueba fehaciente para confirmar la paternidad, es decir que en este segundo supuesto resultaba una prueba intil, pero el avance de la ciencia i de la medicina forense, obligan al Legislador a adicionar el inciso 6) en el Art. 402 del Cdigo Civil, que dispone que la paternidad extramatrimonial puede ser declarada: Cuando se acredite el vnculo parental entre el presunto padre i el hijo a travs de la prueba del ADN u otras pruebas genticas o cientficas con igual o mayor grado de certeza, esta adicin se produce en aplicacin del Art. 2 de la Ley 27048, vigente desde el 6 de enero de 1999.

EL APORTE DEL ADN A LA CRIMINALISTICA: Lombroso junto con otros clsicos estudiosos del Derecho Penal, ya proclamaban la idea de la influencia de los genes en la comisin de determinados delitos,

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debido a que las alteraciones cromosmicas, influyen en la conducta delictiva. Uno de los grandes aportes a la investigacin criminalstica, sin lugar a dudas el mayor de todos los tiempos, es el descubrimiento del ADN. Mediante este admirable avance cientfico resulta posible determinar con absoluta seguridad i precisin, en todos los casos en que ha quedado material gentico. Si un individuo determinado es autor o no de un hecho concreto, incluso en hechos perpetrados muchos lustros atrs. El ADN es un instrumento esencial en las tcnicas que la moderna medicina forense utiliza para la investigacin de delitos, as como tambin para la identificacin de restos cadavricos o la localizacin de personas desaparecidas, todo ello mediante los datos obtenidos a partir del anlisis de las muestras biolgicas del sospechoso, detenido o imputado, cuando se trate de delitos graves que afecten o han afectado la vida, libertad, indemnidad, libertad sexual. La importancia i efectividad de la tcnica del estudio de las minsculas muestras de sangre o piel del autor de un crimen, mediante el ADN, ha quedado claramente demostrado en das recientes al haberse determinado que el autor del asesinato de la empresaria juda seora Miriam Feffer, es el sicario que se encuentra detenido en una prisin de la Repblica Argentina, tambin ha sido un mtodo efectivo para determinar la identidad de las vctimas, en crmenes de Lessa Humanidad cometidos por el Grupo Colina en Barrios Altos i la Cantuta, que han determinado el juzgamiento i condena de Fujimori como autor mediato de dichos crmenes. El avance de la legislacin en el mundo, en relacin con la gentica, es de enorme e invalorable importancia en el campo de la criminologa.

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1.4. DEFINICION DE CELULA Concepto y tipos de clulas La biologa es una rama de la ciencia que nos ayuda a comprender en gran medida en qu mundo habitamos y quienes son los seres con los que interactuamos, pero seguramente, cuando estudiamos esta asignatura en la escuela por primera vez, en lo primero que habremos hecho nfasis era en la clula. Es que a partir de ella se componente los seres humanos como el resto de los seres vivos; comprender sus caractersticas y su composicin ha ayudado a miles de mdicos a conseguir avances muy significativos en el campo de la medicina. Qu es la clula? Antes de poder referirnos a ciertas caractersticas especficas de este trmino, tenemos que recurrir a la definicin de clula para comprender de manera ms detallada a qu nos referimos. Entendemos por ella a una unidad mnima de un organismo capaz de actuar de forma autnoma; absolutamente la totalidad de ellos estn formados por clulas y este es uno de los parmetros que se emplea para catalogar a un organismo, es decir, no se define como tal si no consta al menos de una clula. Algunos organismos son clulas nicas, como los microscpicos, protozoos y las bacterias; los animales y plantas se encuentran en la clasificacin de organismos pluricelulares debido a que cuentan con muchos millones de clulas las cuales se organizan en rganos y tejidos. Los virus no se consideran seres virus aunque realice muchas funciones propias de la clula viva, lo que ocurre aqu es que stos carecen de vida independiente, reproduccin y capacidad de crecimiento. Como mencionamos en el prrafo anterior, la definicin de clula asegura que la rama que se encarga de su estudio es la biologa. La misma analiza su constitucin molecular y la forma que tienen de cooperar para constituir as los organismos complejos. El conocimiento de este trmino es fundamental para comprender cmo funciona el cuerpo humano, el por qu envejece, se enferma y se desarrolla.

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Caractersticas de las clulas La definicin de clula establece que no existe un nico tipo; podemos encontrar clulas de diversas formas y tamaos, las clulas de tipo bacterianas poseen forma cilndrica de menos de una micra (millonsima de metro) de longitud. Las clulas nerviosas, por su parte, son corpsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que alcanzan varios metros de longitud; las clulas de tipo vegetal posee ms de 100 micras de longitud y su forma es poligonal. Las que constituyen los tejidos animales suelen ser compactas, miden entre 10 y 20 micras y su membrana superficial es deformable y muy plegada. Ms all de sus diferentes aspectos y funciones, la definicin de clula nos dice que todas ellas se encuentran envueltas en una membrana denominada plasmtica la cual encierra una sustancia rica en agua a la que se la conoce como citoplasma. Dentro de la clula se producen infinidad de reacciones qumicas, stas son las que les permiten crecer, eliminar residuos y producir energa; el conjunto de todas estas reacciones se llama metabolismo. Cada una de las clulas que conforman nuestro cuerpo cuenta con informacin hereditaria codificada en molculas de cido desoxirribonucleico, ms conocido como ADN; dicha informacin es la que se encarga de dirigir la actividad de las clulas y asegurar la reproduccin y el paso de los caracteres a la descendencia.

Composicin qumica de las clulas La definicin de clula nos dice que el 99,5% de su peso est dominado por 6 elementos qumicos: el carbono, hidrgeno, oxgeno, nitrgeno, azufre y fsforo; el agua, representa el 70% de su peso y gran parte de las reacciones intracelulares se producen en el medio acuoso. La qumica de los seres vivos se encuentra dominada por molculas de carbono, la de los organismos vivos es mucho ms compleja debido a que est controlada por polmeros de gran tamao y molculas constituidas por encadenamiento de otras molculas orgnicas pequeas que interactan libres en el citoplasma celular.

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1.5. PRINCIPALES EXPONENTES DE LA CELULA ORGENES DE LA BIOLOGA CELULAR Y MOLECULAR LOS PRIMEROS PASOS Desde hace muchsimos aos, tantos que no podra precisarse el momento exacto, el hombre busca descubrir un orden para el Universo y ubicarse a s mismo dentro de ese orden. Es la bsqueda de un lugar en esa vastedad la que origin fbulas, mitos y leyendas que asignaban a uno o varios dioses la creacin y el mantenimiento de todo lo existente. Es esa misma bsqueda, casi desesperada, la que anim a muchos hombres a cuestionar estas explicaciones y encontrar otras, que no delegaran el poder de la existencia - en definitiva, de la vida y la muerte - en fuerzas sobrenaturales o seres mitolgicos. La Grecia antigua nos da cuenta de ese esfuerzo por encontrar, desde el quehacer filosfico, las respuestas a viejas y nuevas preguntas. Segn lo que nos ha llegado a travs de la tradicin escrita, son los filsofos griegos los primeros que, cuestionando el contenido de los mitos y creencias, dedicaron sus esfuerzos a descubrir cierto orden y principios unificadores de todas las cosas, que explicaran tanto su origen como su permanencia. Esta tradicin tuvo su continuidad, a lo largo de la historia posterior, en los trabajos de numerosos pensadores. Entre ellos se destacan los de los eruditos musulmanes, cuyo mximo esplendor se concret en los siglos X y XI. Estos hombres no slo contribuyeron a difundir la obra de los griegos que los precedieron, sino que hicieron aportes propios al saber mdico - naturalista de su poca. Sin embargo, es al influjo de las visiones mecanicistas que surgieron en la Europa del siglo XVII, cuando nacieron los principios de lo que conocemos como ciencia moderna. Es en ese momento cuando hombres de la talla del astrnomo italiano Galileo Galilei (1564-1642), del filsofo francs Ren Descartes (1596- 1727) y muchos otros, proponen determinados mtodos, tanto del pensamiento como de la accin, destinados a fundamentar experimental y racionalmente las ideas sobre el Universo. El surgimiento y consolidacin de la ciencia experimental constituye, sin lugar a dudas, uno de los grandes logros de la humanidad. Fundamentalmente por dos razones: por lo que implica para el hombre sentirse capaz de explicar y predecir los fenmenos naturales y no atarse a los caprichos de algn ente sobrenatural y por lo que ese conocimiento y prediccin implican para el mejoramiento de las

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condiciones de vida de la humanidad, al convertirse en poderosas herramientas para modificar la realidad natural. Estos hechos son reflejados en las siguientes palabras del cientfico y divulgador de las ciencias Bertrand Russell (1872-1970): Ciento cincuenta aos de ciencia han resultado ms explosivos que cinco mil aos de cultura precientfica. La cultura cientfica retom y desarroll muchas de las ideas de los griegos que haban quedado en el olvido durante el dilatado perodo de la Edad Media, que afect a toda la cultura de occidente durante casi mil aos. Una de estas ideas es la existencia de ciertas unidades fundamentales - un principio comn de estructura- cuyo conocimiento, nos permitira acceder al principio ordenador de todas las cosas. Para las ciencias de la naturaleza, la posibilidad de ubicar fsicamente las unidades mnimas donde se manifestaran las propiedades de un determinado sistema, fue un poderoso acicate de cuya mano naci un sinnmero de programas de investigacin. Cualquier estructura material, por ms compleja que fuera, poda, segn esta visin, desmontarse en sus constituyentes ms ntimos a fin de estudiarlos por separado. El estudio de cada uno de ellos y el conocimiento de la forma en que se produca el montaje de los mismos para dar como resultado el sistema completo, permitira elucidar los misterios ms profundos de la naturaleza. Ren Descartes fue uno de los primeros y mximos exponentes de esta visin que recibi el nombre de mecanicismo, debido a que en ella se asimilaban los sistemas vivos a las mquinas, cuyo conocimiento poda ser deducido del estudio de cada una de sus partes. Descartes fue tambin quien propuso una forma de pensamiento que, segn l, dara los mejores resultados en el arte de conocer la naturaleza. Se denomin la duda metdica, ya que consista en dudar permanentemente de las evidencias, sometiendo a la crtica recurrente todo conocimiento alcanzado. La duda cartesiana fue considerada la mejor forma de protegerse del dogmatismo. Aunque Descartes no recurri con demasiada frecuencia a la contrastacin experimental de sus afirmaciones, la forma mecanicista de pensar el mundo natural y el mtodo crtico cartesianos se erigieron como las formas ms aceptadas destinadas a conocer cientficamente la realidad. Esta corriente de pensamiento se conoce como racionalista, ya que confiaba plenamente en los mtodos del razonamiento, como herramientas reveladoras de las verdades en los ms diversos campos del conocimiento. La bsqueda y caracterizacin de los elementos simples que formaban los sistemas ms complejos, se constituy en un sueo para la ciencia. Persiguiendo

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ese sueo nacieron los modelos de tomos y molculas, constituyentes elementales de toda la materia. El conocimiento de las caractersticas tan particulares de los seres vivos, producto de la extrema complejidad de estos sistemas comparados con los sistemas inertes, no escap del sueo mecanicista. Uno de los problemas principales del pensamiento biolgico de todos los tiempos fue establecer la relacin entre estructura y vida. Paralelamente con el despliegue de las propuestas racionalistas - que como dijimos confiaban en la razn como fuente principal del conocimiento -, creca otra corriente dentro de los naturalistas. La misma se amparaba en los mtodos experimentales que ya dominaban el campo de los conocimientos en fsica desde los trabajos pioneros de Galileo Galilei. El esfuerzo, por tanto, se fue volcando paulatinamente a fundamentar los conocimientos en la observacin y la experimentacin. Esta nueva corriente se conoce como empirista. De la asociacin entre las corrientes racionalista y empirista - pese a los enfrentamientos que solan darse entre ambas- empezaron a tomar forma las primeras ideas sobre la constitucin elemental de los seres vivos. DESDE LAS FIBRAS Y LOS GLBULOS A LAS CLULAS Pero el tema de la vida superaba en mucho a las posibilidades del mecanicismo de explicarlo haciendo caso omiso de la idea de una fuerza exterior, que infundiera tal propiedad a la materia. Es mismo Descartes que, fiel a su mecanicismo radical, neg la existencia de una fuerza o principio distinto al resto de las fuerzas de la naturaleza para las propiedades de la vida, sostuvo, sin embargo, que la conciencia del hombre responda a una oscura alma racional, no reductible a la composicin material de su cuerpo. As la bsqueda de la estructura elemental se mantiene fuertemente asociada con las posiciones vitalistas, que establecen una dualidad fundamental entre la materia y las propiedades de la vida. Los vitalistas suponen que cualquiera sea la estructura que caracteriza la vida, debe adems ser la residencia de un principio vital o una fuerza vital oculta. Nacieron as los modelos que intentaban dar cuenta de la complejidad de la vida en la organizacin de unos pocos constituyentes bsicos dotados de tal fuerza vital. Una de las ideas ms antiguas es la teora fibrilar. Probablemente naci de la observacin de estructuras fibrosas macroscpicas, de las que dieron cuenta mdicos y fisilogos de los siglos anteriores, tales como fibras musculares, venas y nervios. Las fibras son concebidas como las partes slidas de los organismos, cuya asociacin da lugar a la formacin de tejidos y rganos. Son las fibras las

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estructuras donde reside la fuerza vital y por lo tanto portadora de vida, tanto en lo estructural como en lo funcional. Sin embargo el sueo cartesiano al que aludamos anteriormente, no permite evadirse de una bsqueda ms y ms profunda hacia el interior de las cosas. Convencidos de que la naturaleza de la materia es infinita y que, detrs de cada estructura ltima debe todava haber otra ms elemental, a la cual puede ser reducida la primera, esa bsqueda no se detuvo. Y llev la pregunta de dnde proceden las fibras? La observacin al microscopio de ciertas estructuras globulares, vino a dar una primera respuesta. Naci as la idea del glbulo y el establecimiento de una fuerte corriente globulista complementaria de la teora fibrilar. Los globulistas, que basaron sus ideas en las observaciones de microscopistas tan importantes como Marcelo Malpighi (1628 - 1694) o Anton Van Leeuwenhoek (1632 - 1723), no pretendan reemplazar en principio a la fibra como constituyente fundamental de la vida. Simplemente encontraron en estas estructuras globulares, llamadas granuli globuli por Malpighi y glbulos protusados por Leeuwenhoek, el origen de las fibras a las que seguan considerando portadoras de la fuerza vital. Las palabras del naturalista alemn Hempel hacia el ao 1819 son, a este respecto, significativas: Antes de hacerse visible cualquier fibra se observa en las sustancias que van a constituirla una formacin esfrica de tamao variable. Estos glbulos flotan en un lquido que, en determinadas circunstancias, parece transformarse asimismo en estas formas, de las que surgen las fibras, que podemos imaginarnos que estn organizadas por el ensartamiento de tales cuerpos. Para Hempel, a la manera de las perlas ensartadas en un collar, los glbulos dan lugar a las fibras, ltimas estructuras en las que reside aquello que denominamos vida. A su vez, los glbulos tienen su origen en un lquido indiferenciado. De esta manera este pensador cierra el crculo de los orgenes de la estructura viva, partiendo de la homogeneidad de un lquido a la diferenciacin en glbulos y el posterior ensamblado de los mismos formando las fibras. Pero para esa misma poca -principios del siglo XIX-, la teora fibrilar empieza a caer en desgracia y a ceder terreno a la teora globular. Esta ltima constituye el primer acercamiento a la teora celular moderna. En forma lenta pero sostenida, las posturas vitalistas fueron quedando relegadas del plano de la investigacin que

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fue concentrndose en una bsqueda ms orientada a revelar las bases fsicas de la vida que en preguntarse qu era ese algo ms que desvelaba al vitalismo. POR FIN, LAS CLULAS Resulta interesante volver a considerar aqu que la observacin de estos glbulos es muy anterior al establecimiento de la teora globulista, antecedente inmediato de la teora celular. Normalmente, se asigna el descubrimiento de las clulas a Robert Hooke (1635-1703), que comunica sus observaciones alas Royal Society de Londres en el ao 1667. Robert Hooke era un inventor y renombrado naturalista de su poca, que realiz importantes contribuciones, principalmente en el campo de la fsica terica y experimental. Segn relata el mismo, la primera observacin de clulas (nombre que l le dio debido a su parecido con las celdillas de un panal de abejas) la realiz al analizar al microscopio una delgada capa de corcho. Luego extendi esas observaciones a otros vegetales, identificando las mismas estructuras porosas. Hoy sabemos que lo que Hooke observaba eran las paredes celulares en tejido muerto y que, debido a esta razn, no contenan nada en su interior. Sin embargo, el propio Hooke hizo observaciones de clulas vivas, identificando un jugo en el interior de dichas celdas, que interpret como parte del sistema de circulacin de savia. El descubrimiento de Hooke, que document sus observaciones con dibujos de gran precisin, no obtuvo en su momento mayores comentarios ni inters por parte de los naturalistas, aunque se segua buscando la mnima estructura dotada de vida. Las observaciones del microscopista holands Van Leeuwenhoek son todava anteriores a las de Hooke e incluyen clulas aisladas vivas: espermatozoides, glbulos rojos y hasta bacterias. Estas observaciones tambin fueron recibidas como una curiosidad por el resto de los naturalistas, como un objeto de admiracin, pero carente de importancia para la reflexin cientfica. No obstante Leeuwenhoek fue un investigador mimado de su poca, ya que sus cuidadosas observaciones dieron cuenta de un mundo de animalculos microscpicos de los cuales ni siquiera se sospechaba su existencia. De tal grado fue su fama que recibi la visita de la reina Catalina de Rusia y de la reina de Inglaterra a su laboratorio, cosa que en esa poca era considerada una gran deferencia. Pero ni l mismo ni sus contemporneos correlacionaron sus descripciones del mundo microscpico con la existencia de unidades elementales de la vida. Similar fue el caso de otro de los grandes microscopistas como Malpighi, descubridor adems de variadas estructuras en animales y vegetales,

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algunas de las cuales todava llevan su nombre. Estos hechos demostraran que el mejoramiento de la calidad de las lentes, fue apenas anecdtico en el establecimiento de la teora celular casi dos siglos despus de estas primeras observaciones. El destacado bilogo molecular francs Franois Jacob (nacido en 1920) da cuenta de este hecho en la siguiente frase: para que un objeto cientfico sea accesible a la experiencia, no basta con descubrirlo, hace falta, adems, una teora dispuesta a aceptarlo. As es que, durante casi todo el siglo XVIII, hubo un gran estancamiento en la descripcin de estructuras microscpicas, que apenas superaron las realizadas por microscopistas del siglo anterior. Coexistieron simultneamente las ideas de clulas (Hooke), fibras (Haller) y vesculas o utrculos (Malpighi). Hacia finales del siglo XVIII y principios del XIX, se evidencia un renovado inters por resolver los enigmas de la naturaleza. Principalmente en Alemania, donde surge una corriente filosfica denominada Naturphilosophie (o filosofa de la naturaleza) que tuvo un gran impacto sobre toda la intelectualidad europea. Los defensores de la Naturphilosophie se proponan elaborar una filosofa basada en las enseanzas de la naturaleza y por ello impulsaron con vigor las investigaciones en las distintas ramas de las ciencias naturales. Entre ellas la de los estudios microscpicos. Uno de los ms destacados hombres de este movimiento filosfico fue Lorenz Oken (1779 -1851) que, en 1805, concibe a los organismos macroscpicos como constituidos por la fusin de seres primitivos similares a los infusorios. Estos, segn Oken, han perdido su individualidad en favor de una organizacin superior. Tambin supone que estos organismos microscpicos deben ser esfricos debido a consideraciones exclusivamente estticas y en el convencimiento de que deba mantener cierta correspondencia con la forma del planeta. Es muy interesante el hecho de que estas consideraciones de Oken son slo especulativas, sin pretensiones de ser corroboradas experimentalmente o por va de la observacin Pero sin duda prepararon el terreno para el surtimiento de la teora celular, ya que proveyeron un marco terico para interpretar las observaciones microscpicas. Es as como naturalistas franceses como el botnico Henri J. Dutrochet (17761847) o el zologo Felix Dujardin (1801-1860), prcticamente llegan a esbozar la teora celular, asignando a las clulas (que todava reciba diferentes nombres tales como utrculos, vesculas, glbulos, etc.) un carcter de unidad estructural y fisiolgica de los organismos. Dutrochet, denomina sarcode a la sustancia que

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conforma el interior de las clulas y este constituye el primer antecedente de la descripcin del plasma celular denominado posteriormente protoplasma. Pero es en Alemania, donde los herederos directos de la Naturphilosophie, formalizan una verdadera teora celular. Esta teora supera en mucho, debido a su coherencia, a todas las propuestas anteriores y resuelve por el momento el tema de encontrar y caracterizar las unidades fundamentales de la vida. LA PRIMERA TEORA CELULAR Hacia la dcada de 1830, ya se haban establecido los progresos fundamentales, en los planos de la observacin y terico, que preanunciaban la primera teora celular. Se haba descubierto la organizacin celular de vegetales y de ciertos tejidos animales (Dutrochet y Purkinje, 1801), se haba identificado el ncleo en las clulas vegetales (Robert Brown 1831) y se haba descubierto en el interior de las clulas una sustancia a las que se asignaba el carcter de materia viva: el protoplasma (Dujardin, 1835). Qu ms faltaba para considerar a estos descubrimientos una verdadera teora celular? Restaban todava dos cosas fundamentales que an no estaban tericamente resueltas, no haban sido avaladas por observaciones. En primer lugar la generalizacin de la existencia de las clulas para explicar la organizacin de todo el mundo vivo y, en segundo lugar, la determinacin del origen de dichas clulas. Es en ese momento cuando aparecen en escena los nombres de Matas Schleiden (1804 -1881) y de Teodor Schwann (1810 -1882). Schleiden era un abogado nacido en Hamburgo que, tardamente, dedic sus esfuerzos a las ciencias naturales. Segn se conoce, padeca de fuertes desequilibrios mentales y tuvo ms de un intento de suicidio, lo que acab con su promisoria carrera de leyes. En 1833 decide cambiar de vida y se anota como alumno en la carrera de medicina de la prestigiosa Universidad de Gotinga. Pero es en 1838, cuando Schleiden, tomando como referencia el descubrimiento del ncleo celular por parte de Robert Brown, se aboca a describir y proponer una funcin para el mismo. De tal grado es la perseverancia en sus observaciones y la precisin que logra que identifica dentro del ncleo al nucleolo. Los estudios de Schleiden se basaron siempre en vegetales y, dentro de estos, en la embriologa vegetal o fitognesis. Sus aportes a la teora celular pueden resumirse en tres elementos fundamentales. El primero es el establecimiento de que todos los vegetales estn formados por clulas o dicho de otra forma que la clula vegetal es la unidad elemental constitutiva de la estructura de la planta. El segundo que el crecimiento de los vegetales depende de la generacin de nuevas clulas. El tercero y ltimo es que la clula se origina por diferenciacin de una

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masa gelatinosa de la cual se organiza primero un nucleolo alrededor del cual se organiza el ncleo celular (que l llam citoblastos) y sobre este ltimo se adapta como un vidrio de reloj a la esfera una vescula que va creciendo paulatinamente. A su vez, considera que la reproduccin celular se produce en forma de yuxtaposicin donde una clula se genera dentro de otra. Como se deduce de lo dicho, slo la primera es totalmente cierta mientras que la segunda y la tercera son errneas. Sin embargo, lo que importa fundamentalmente para el establecimiento de la teora es el hecho de que, segn la opinin de Schleiden, toda explicacin sobre la gnesis y desarrollo de una planta debe ser reducida a la teora celular. Dice: puesto que las clulas orgnicas elementales presentan una marcada individualizacin, y puesto que son la expresin m