• Inicio
• Entrar
• Cuenta
• ACTAS DE CONGRESO
• Comentarios
• Conferencias - Trabajos y autores

Inicio > morfovitual 2018 > morfovirtual2018 > BIOLOGÍA CELULAR E HISTOLOGÍA > Sabrina

 

Morfovirtual 2018

 

MAQUETA DE CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL

Autores:
Sabrina Ferrera Leyva1, Leonardo Guerra Pantoja1, Cristian Oliva González1, Idelvis Quintana Polanco2, Alexi Domínguez Fabars2, Maria Elena Calvet Vazquez2
1 Estudiantes,2 Histología, 3 Embriología, Ciencias Básica BiomédicasFacultad No1, Universidad de Ciencias Médicas, Santiago de Cuba, Cuba.

 

INTRODUCCIÓN
La célula (del latín cellula, diminutivo de cella, ‘hueco’)[1]​ es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.[2]​ De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si solo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones como en el caso del ser humano. Las células suelen poseer un tamaño de 10 µm y una masa de 1 ng, si bien existen células mucho mayores.
La teoría celular, propuesta en 1838 para los vegetales y en 1839 para los animales,[3]​ por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes; además, la tenencia de la información genética, base de la herencia, en su ADN permite la transmisión de aquella de generación en generación.[4]​

Tipos celulares
Existen dos grandes tipos celulares:

Procariotas que comprenden las células de arqueas y bacterias.

Eucariotas, divididas tradicionalmente en animales y vegetales, si bien se incluyen además hongos y protistas.

Historia y teoría celular
La historia de la biología celular ha estado ligada al desarrollo tecnológico que pudiera sustentar su estudio. De este modo, el primer acercamiento a su morfología se inicia con la popularización del microscopio rudimentario de lentes compuestas en el siglo XVII, se suplementa con diversas técnicas histológicas para microscopía óptica en los siglos XIX y XX y alcanza un mayor nivel resolutivo mediante los estudios de microscopía electrónica, de fluorescencia y confocal, entre otros, ya en el siglo XX. El desarrollo de herramientas moleculares, basadas en el manejo de ácidos nucleicos y enzimas permitieron un análisis más exhaustivo a lo largo del siglo XX.[5]​
Teoría celular
Artículo principal: Teoría celular
El concepto de célula como unidad anatómica y funcional de los organismos surgió entre los años 1830 y 1880, aunque fue en el siglo XVII cuando Robert Hooke describió por vez primera la existencia de las mismas, al observar en una preparación vegetal la presencia de una estructura organizada que derivaba de la arquitectura de las paredes celulares vegetales. En 1830 se disponía ya de microscopios con una óptica más avanzada, lo que permitió a investigadores como Theodor Schwann y Matthias Schleiden definir los postulados de la teoría celular, la cual afirma, entre otras cosas:

Que la célula es una unidad morfológica de todo ser vivo: es decir, que en los seres vivos todo está formado por células o por sus productos de secreción.

Este primer postulado sería completado por Rudolf Virchow con la afirmación Omnis cellula ex cellula, la cual indica que toda célula deriva de una célula precedente (biogénesis). En otras palabras, este postulado constituye la refutación de la teoría de generación espontánea o ex novo, que hipotetizaba la posibilidad de que se generara vida a partir de elementos inanimados.[5]

Definición
Se define a la célula como la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. Como tal posee una membrana de fosfolípidos con permeabilidad selectiva que mantiene un medio interno altamente ordenado y diferenciado del medio externo en cuanto a su composición, sujeta a control homeostático, la cual consiste en biomoléculas y algunos metales y electrolitos. La estructura se automantiene activamente mediante el metabolismo, asegurándose la coordinación de todos los elementos celulares y su perpetuación por replicación a través de un genoma codificado por ácidos nucleicos. La parte de la biología que se ocupa de ella es la citología[6]
Características
Las células, como sistemas termodinámicos complejos, poseen una serie de elementos estructurales y funcionales comunes que posibilitan su supervivencia; no obstante, los distintos tipos celulares presentan modificaciones de estas características comunes que permiten su especialización funcional y, por ello, la ganancia de complejidad.[15]​ De este modo, las células permanecen altamente organizadas a costa de incrementar la entropía del entorno, uno de los requisitos de la vida.[7]​

Características estructurales

La existencia de polímeros como la celulosa en la pared vegetal permite sustentar la estructura celular empleando un armazón externo.

Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura (que puede ser una bicapa lipídica desnuda, en células animales; una pared de polisacárido, en hongos y vegetales; una membrana externa y otros elementos que definen una pared compleja, en bacterias Gram negativas; una pared de peptidoglicano, en bacterias Gram positivas; o una pared de variada composición, en arqueas)[8]​ que las separa y comunica con el exterior, que controla los movimientos celulares y que mantiene el potencial de membrana.

Contienen un medio interno acuoso, el citosol, que forma la mayor parte del volumen celular y en el que están inmersos los orgánulos celulares.

Poseen material genético en forma de ADN, el material hereditario de los genes, que contiene las instrucciones para el funcionamiento celular, así como ARN, a fin de que el primero se exprese.[9]​

Tienen enzimas y otras proteínas, que sustentan, junto con otras biomoléculas, un metabolismo activo.

Características funcionales
Las células vivas son un sistema bioquímico complejo. Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son:

Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.

Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular.

Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia. [10]

Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denomina quimiotaxis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales. [11]

Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células de modo regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o negativo. [12] El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular. [13]

Las propiedades celulares no tienen por qué ser constantes a lo largo del desarrollo de un organismo: evidentemente, el patrón de expresión de los genes varía en respuesta a estímulos externos, además de factores endógenos.[14]​ Un aspecto importante a controlar es la pluripotencialidad, característica de algunas células que les permite dirigir su desarrollo hacia un abanico de posibles tipos celulares. [15] En metazoos, la genética subyacente a la determinación del destino de una célula consiste en la expresión de determinados factores de transcripción específicos del linaje celular al cual va a pertenecer, así como a modificaciones epigenéticas. Además, la introducción de otro tipo de factores de transcripción mediante ingeniería genética en células somáticas basta para inducir la mencionada pluripotencialidad, luego este es uno de sus fundamentos moleculares.[16]​
Tamaño, forma y función
El tamaño y la forma de las células depende de sus elementos más periféricos (por ejemplo, la pared, si la hubiere) y de su andamiaje interno (es decir, el citoesqueleto). Además, la competencia por el espacio tisular provoca una morfología característica: por ejemplo, las células vegetales, poliédricas in vivo, tienden a ser esféricas in vitro.[17]​ Incluso pueden existir parámetros químicos sencillos, como los gradientes de concentración de una sal, que determinen la aparición de una forma compleja.[18]​
En cuanto al tamaño, la mayoría de las células son microscópicas, es decir, no son observables a simple vista. (un milímetro cúbico de sangre puede contener unos cinco millones de células),[19]​ A pesar de ser muy pequeñas el tamaño de las células es extremadamente variable. La célula más pequeña observada, en condiciones normales, corresponde a Mycoplasma genitalium, de 0,2 μm, encontrándose cerca del límite teórico de 0,17 μm.[20]​ Existen bacterias con 1 y 2 μm de longitud. Las células humanas son muy variables: hematíes de 7 micras, hepatocitos con 20 micras, espermatozoides de 53 μm, óvulos de 150 μm e, incluso, algunas neuronas de en torno a un metro. En las células vegetales los granos de polen pueden llegar a medir de 200 a 300 μm. [21]
Respecto a las células de mayor tamaño; por ejemplo los xenofióforos,[22]​ son foraminíferos unicelulares que han desarrollado un gran tamaño, los cuales alcanzar tamaños macroscópicos (Syringammina fragilissima alcanza los 20 cm de diámetro).[23]​
Para la viabilidad de la célula y su correcto funcionamiento siempre se debe tener en cuenta la relación superficie-volumen.[19]​ Puede aumentar considerablemente el volumen de la célula y no así su superficie de intercambio de membrana lo que dificultaría el nivel y regulación de los intercambios de sustancias vitales para la célula. [24]
Respecto de su forma, las células presentan una gran variabilidad, e, incluso, algunas no la poseen bien definida o permanente. Pueden ser: fusiformes (forma de huso), estrelladas, prismáticas, aplanadas, elípticas, globosas o redondeadas, etc. Algunas tienen una pared rígida y otras no, lo que les permite deformar la membrana y emitir prolongaciones citoplasmáticas (pseudópodos) para desplazarse o conseguir alimento. [25] Hay células libres que no muestran esas estructuras de desplazamiento pero poseen cilios o flagelos, que son estructuras derivadas de un orgánulo celular (el centrosoma) que dota a estas células de movimiento. ​ De este modo, existen multitud de tipos celulares, relacionados con la función que desempeñan. [26]
La célula eucariota
Artículo principal: Célula eucariota
Las células eucariotas son el exponente de la complejidad celular actual.[27]​ Presentan una estructura básica relativamente estable caracterizada por la presencia de distintos tipos de orgánulos intracitoplasmáticos especializados, entre los cuales destaca el núcleo, que alberga el material genético. Especialmente en los organismos pluricelulares, las células pueden alcanzar un alto grado de especialización. Dicha especialización o diferenciación es tal que, en algunos casos, compromete la propia viabilidad del tipo celular en aislamiento. Así, por ejemplo, las neuronas dependen para su supervivencia de las células gliales.[28]​ Por otro lado, la  estructura de la célula varía dependiendo de la situación taxonómica del ser vivo: de este modo, las células vegetales difieren de las animales, así como de las de los hongos. Por ejemplo, las células animales carecen de pared celular, son muy variables, no tiene plastos, puede tener vacuolas pero no son muy grandes y presentan centríolos (que son agregados de microtúbulos cilíndricos que contribuyen a la formación de los cilios y los flagelos y facilitan la división celular). [29] Las células de los vegetales, por su lado, presentan una pared celular compuesta principalmente de celulosa, disponen de plastos como cloroplastos (orgánulo capaz de realizar la fotosíntesis), cromoplastos (orgánulos que acumulan pigmentos) o leucoplastos (orgánulos que acumulan el almidón fabricado en la fotosíntesis), poseen vacuolas de gran tamaño que acumulan sustancias de reserva o de desecho producidas por la célula y finalmente cuentan también con plasmodesmos, que son conexiones citoplasmáticas que permiten la circulación directa de las sustancias del citoplasma de una célula a otra, con continuidad de sus membranas plasmáticas.[30]​
La incorrecta regulación del ciclo celular puede conducir a la aparición de células precancerígenas que, si no son inducidas al suicidio mediante apoptosis, puede dar lugar a la aparición de cáncer. [31] Los fallos conducentes a dicha desregulación están relacionados con la genética celular: lo más común son las alteraciones en oncogenes, genes supresores de tumores y genes de reparación del ADN.
OBJETIVO
Elaborar un medio de enseñanza para la asignatura de Célula, Tejido y Sistema Tegumentario impartida en el primer año de la carrera con fines didácticos.
Evaluar la facilidad de su elaboración con materiales caseros de fácil acceso. 

MATERIALES Y MÉTODOS
Método
Para la comprobación de la maqueta se realizó un estudio cuasi experimental durante el curso 2017- 2018, en los estudiantes pertenecientes al primer año de la carrera de Medicina de la Facultad N.1 de Santiago de Cuba.

Universo y Muestra

El universo de estudio estuvo constituido por las 560 personas pertenecientes a la Facultad #1 de Ciencias Medicas en Santiago de Cuba en el lugar y período mencionado anteriormente, tomando a 20 estudiantes y 3 profesores haciendo un total de 23 personas para la muestra.

Materiales
Estar interesados en formar parte de la investigación. Elaboramos una maqueta de célula eucariota animal con los siguientes materiales:

Cartón

Poliespuma

Algodón

Papel mache (mesclado periódico con pegamento)

Pegamento blanco

Acuarelas

Luego pasamos a la elaboración

En la base de cartón se realiza la técnica de papel mache

Cortamos poliespuma con la forma de los orgánulos

Pegamos las piezas de poliespuma en la base.

El algodón también forma parte de los orgánulos

Pegamos las piezas de algodón

Damos color (resaltando cada orgánulo de un color diferente color.)

Como accesorios se realizaron varios banderines donde aparecen los nombre de los orgánulos.
RESULTADOS

 

 

 

 

Tabla 1. Motivación al usar la maqueta según criterio de la muestra. Universidad de Ciencias Médicas Santiago de Cuba. Facultad # 1 de Medicina. Curso Tabla2. Facilidad de identificación de las estructuras celulares en la maqueta según criterio de la muestra. Universidad de Ciencias Médicas Santiago de Cuba. Facultad # 1 de Medicina. Curso 2017- 2018.

 

 

 

 

Tabla 3. Facilidad de adquirir los materiales para la elaboración de la maqueta según criterio de la muestra. Universidad de Ciencias Médicas Santiago de Cuba. Facultad # 1 de Medicina. Curso 2017- 2018.

 

 

 

 

Tabla 4 Coherencia en la organización de los orgánulos de la maqueta según criterio de la muestra. Universidad de Ciencias Médicas Santiago de Cuba. Facultad # 1 de Medicina. Curso 2017- 2018.

 

 

 

 

 

DISCUSIÓN
Según el criterio de motivación de usar la maqueta, hubo una aceptación de un 100%, tanto para alumnos como profesores. Luego se verifico si era fácil distinguir los orgánulos en la maqueta donde la aceptación fue de un 100%, se cuestionó si era fácil adquirir los materiales para su desarrollo y fue de un 100% de criterios positivos, por último, se evaluó la coherencia de organización de los orgánulos donde de igual manera hubo una aceptación de un 100%. Todos estos criterios tuvieron en su totalidad una evaluación al 100%. 

CONCLUSIONES
Se elaboró una maqueta de célula eucariota como medio de enseñanza para la asignatura de Célula, Tejido y Sistema Tegumentario impartida en el primer año de la carrera con fines didácticos. Además, se evaluó la facilidad de su elaboración con materiales caseros de fácil acceso.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

 Alberts et al (2004). Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega. ISBN 54-282-1351-8.

 Aréchiga, H. (1996). Siglo XXI, ed. Los fenómenos fundamentales de la vida. p. 178. ISBN 9789682320194.

Maton, Anthea; Hopkins, Jean Johnson, Susan LaHart, David Quon Warner, Maryanna Wright, Jill D (1997). Cells Building Blocks of Life. New Jersey: Prentice Hall. ISBN 0-13-423476-6.

J William Schopf. New evidence of the antiquity of life. Origins of Life and Evolution of Biospheres. Springer Netherlands. ISSN 0169-6149

M Brasier, N McLoughlin, O Green, D Wacey. A fresh look at the fossil evidence for early Archaean cellular life Philosophical Transactions of the Royal Society B, 2006 - The Royal Society

Wacey, David; Matt R. Kilburn, Martin Saunders, John Cliff, Martin D. Brasier (2011-08). «Microfossils of sulphur-metabolizing cells in 3.4-billion-year-old rocks of Western Australia». Nature Geoscience. ISSN 1752-0894. doi:10.1038/ngeo1238. Consultado el 23 de agosto de 2011.

Bechtel, William (2005). Discovering Cell Mechanisms: The Creation of Modern Cell. Cambridge University Press. ISBN 052181247X.

Prescott, L.M. (1999). Microbiología. McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U. ISBN 84-486-0261-7.

Janssen's Microscope Optical microscopy primer: museum of microscopy.

Extracto de la descripción por Hooke (Universidad de Berkeley)Hooke

Lynn Margulis (1981): Symbiosis in Cell Evolution. WH Freeman & Company.

Paniagua, R.; Nistal, M.; Sesma, P.; Álvarez-Uría, M.; Fraile, B.; Anadón, R. y José Sáez, F. (2002). Citología e histología vegetal y animal. McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U. ISBN 84-486-0436-9.

Tavassoli (1980). The cell theory: a foundation to the edifice of biology. American Journal of Patholology January; 98(1): 44.[1]

Randall, D.; Burggren, W. et French, K. (1998). Eckert Fisiología animal (4.ª edición). ISBN 84-486-0200-5.

Cromer, A.H. (1996). Física para ciencias de la vida. Reverté ediciones. ISBN para España 84-291-1808-X.

Griffiths, J.F. A. et al. (2002). Genética. McGraw-Hill Interamericana. ISBN 84-486-0368-0.

Sally A. Moody, ed. (2007). Principles of Developmental Genetics (1 edición). Burlington, USA: Elsevier. ISBN 978-0-12-369548-2.

Welstead, GG, Schorderet, P and Boyer, LA.The reprogramming language of pluripotency. Curr Opin Genet Dev. 2008 Apr;18(2):123-9

Azcón-Bieto,J y Talón, M. (2000). Fundamentos de Fisiología Vegetal. Mc Graw Hill Interamericana de España SAU. ISBN 84-486-0258-7.

Brian Goodwin. The Cytoskeleton of the algae, 1989

Mike Conrad. «¿What is the smallest living thing». Consultado el 19 de junio de 2008.

Zhuravlev, ¿AY 1993, Were Ediacaran Vendobionta multicellulars? Neues Jahrb. Geol. Palëontol. 190ː 299-314.

Marshall M (3 de febrero de 2010). «Zoologger: 'Living beach ball' is giant single cell». New Scientist.

J. Oelze and G. Drews Membranes of photosynthetic bacteri1 Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Biomembranes Volume 265, Issue 2, 18 April 1972, Pages 209-239

Prescott, LM; Harley, JP y Klein, DA: (1999). Microbiología. McGraw Hill-interamericana. ISBN 084-486-0261-7.

«Gemmata». Consultado el 19-6 de 2008.

«Pirellula». Consultado el 19-6.

Sagulenko E, Nouwens A, Webb RI, Green K, Yee B, Morgan G, et al. (2017). «uclear Pore-Like Structures in a Compartmentalized Bacterium». PLoS ONE 12 (2): e0169432. doi:10.1371/journal.pone.0169432.

Jones LJ, Carballido-López R, Errington J (2001). «Control of cell shape in bacteria: helical, actin-like filaments in Bacillus subtilis». Cell 104 (6). PMID 11290328.