Biología (08) · Unidad 1 — La célula y cómo se estudia
Procariotas y eucariotas (E. coli como modelo)
Hay dos planes de célula. La procariota (bacterias y arqueas) es chica, no tiene núcleo ni organelas con membrana y guarda su ADN en el nucleoide. La eucariota (protistas, hongos, plantas y animales) es más grande, tiene núcleo y está dividida en compartimientos.
La explicación
El problema: dos maneras de ser célula
Una bacteria de tu intestino y una célula de tu piel están vivas, se alimentan y se dividen. Pero si se las mira con el microscopio electrónico, son dos arquitecturas muy distintas: una es un único ambiente, sin paredes internas; la otra es una casa con muchas habitaciones. La diferencia más visible es el núcleo, y de ahí salen los nombres: pro-cariota, «antes del núcleo»; eu-cariota, «núcleo verdadero».
Lo que tienen todas las células
Citoplasma, con agua, iones y moléculas disueltas.
ADN como material hereditario.
Ribosomas, que fabrican las proteínas.
Si una opción de examen dice que una célula «no tiene ribosomas» o «no tiene membrana», está mal, sea procariota o eucariota.
La célula procariota
Plásmidos: moléculas chicas y circulares de ADN extra, con genes que pueden ser útiles (por ejemplo, de resistencia a un antibiótico) y que pueden pasar de una bacteria a otra.
Ribosomas 70S, más chicos que los eucariotas (80S). La «S» es una medida de cómo sedimentan, no de tamaño, y por eso no se suman: 30S + 50S forman un ribosoma 70S.
Sin organelas rodeadas de membrana: no hay mitocondrias, ni retículo, ni Golgi. La respiración ocurre en la membrana plasmática.
Pared celular por fuera de la membrana; en las bacterias, de peptidoglicano. Muchas tienen además cápsula, flagelos para nadar y pili para adherirse.
Tamaño: de 1 a 5 µm, en general.
Se dividen por fisión binaria: copian su cromosoma y se parten en dos, sin mitosis.
Cómo se clasifican
Los procariotas son de dos grandes grupos (dominios): las bacterias y las arqueas, que se parecen por fuera pero difieren mucho en su química. Entre las bacterias se distinguen:
Por la pared (tinción de Gram): las Gram positivas tienen una capa gruesa de peptidoglicano y se tiñen de violeta; las Gram negativas, una capa fina y por fuera una membrana externa, y quedan rosadas.
Por cómo se alimentan: hay bacterias heterótrofas y autótrofas, como las cianobacterias, que hacen fotosíntesis.
Escherichia coli, la bacteria de laboratorio
E. coli vive en el intestino grueso de las personas y de muchos animales. Es un bacilo Gram negativo de unos 2 µm de largo por 1 µm de ancho. Se la eligió como modelo porque crece fácil en un medio simple y, en condiciones óptimas, se divide cada 20 minutos, así que en pocas horas una sola célula da millones. Su cromosoma tiene unos 4,6 millones de pares de bases. Buena parte de lo que se sabe de la replicación, la transcripción y la regulación de genes se descubrió primero en ella.
1. Número de generaciones = tiempo disponible / tiempo de una división.
2. Cada generación duplica: células finales = células iniciales × 2generaciones.
3. En 2 horas, cada 20 minutos: 120 / 20 = 6 generaciones; 2⁶ = 64 células por cada una inicial.
La célula eucariota
Organelas con membrana: retículo endoplásmico, Golgi, lisosomas, peroxisomas, mitocondrias (y cloroplastos en plantas y algas).
Citoesqueleto que le da forma y mueve cosas adentro.
Ribosomas 80S en el citoplasma.
Tamaño: de 10 a 100 µm. Una esfera de 10 µm tiene mil veces el volumen de una de 1 µm.
Se dividen por mitosis (y forman gametos por meiosis).
Son eucariotas los protistas, los hongos, las plantas y los animales.
1. ¿Tiene envoltura nuclear? Eucariota. ¿El ADN está suelto en un nucleoide? Procariota.
2. ¿Tiene mitocondrias, retículo o Golgi? Eucariota.
3. Si mide 1 o 2 µm y tiene pared de peptidoglicano, es una bacteria.
Un dato que sirve en medicina: la penicilina impide fabricar el peptidoglicano y muchos antibióticos frenan los ribosomas 70S. Como nuestras células no tienen pared y los ribosomas de su citoplasma son de 80S, esos antibióticos atacan a la bacteria y no a nosotros. (Las mitocondrias sí tienen ribosomas de tipo bacteriano, y en dosis altas algunos de esos antibióticos las afectan: tema 5.7.)
Comparás una célula de E. coli con una célula del epitelio de tu intestino. a) Nombrá tres estructuras que tienen las dos. b) Nombrá dos que tiene la bacteria y la célula del intestino no. c) Nombrá dos que tiene la célula del intestino y la bacteria no. d) Si a las 8:00 hay 1000 E. coli en un cultivo y se dividen cada 20 minutos, ¿cuántas hay a las 9:00?
b) Sólo la bacteria: pared de peptidoglicano, nucleoide, plásmidos, flagelo, ribosomas 70S (dos de éstas).
c) Sólo la célula del intestino: núcleo con envoltura, mitocondrias, retículo endoplásmico, Golgi, lisosomas, ribosomas 80S (dos de éstas).
d) De 8:00 a 9:00 hay 60 minutos: 60 / 20 = 3 generaciones. 1000 × 2³ = 1000 × 8 = 8000 bacterias.
Una trampa del a: «ribosomas» es una respuesta correcta para las dos; «ribosomas 80S», no. Si te piden diferencias, el tipo de ribosoma sirve; si te piden semejanzas, se dice ribosomas a secas.
Control del d: 1000 → 2000 (8:20) → 4000 (8:40) → 8000 (9:00). Si te dio 1006, sumaste dos por generación en vez de duplicar.
Dónde se pierde el punto: en el c, contestando «membrana» o «ADN», que también están en la bacteria.
Un compañero dice: «Las bacterias son células eucariotas más simples, que todavía no desarrollaron núcleo». ¿Qué está bien y qué está mal en esa frase?
Lo que está mal es la idea de que la bacteria es un eucariota «incompleto». Las bacterias no son eucariotas: son el otro plan de célula, con su propia organización, y están tan adaptadas como nosotros. Existen hace más de 3500 millones de años, viven en casi cualquier ambiente y muchas hacen cosas que ningún eucariota hace, como fijar el nitrógeno del aire.
Lo que hay que corregir: «más simple» en estructura no es «menos evolucionado». Las bacterias de hoy evolucionaron durante el mismo tiempo que nosotros. Y «todavía no» supone que la evolución tiene una meta, que es justamente lo que la teoría de la evolución no dice.
Dónde se pierde el punto: en quedarse con «las bacterias no tienen núcleo» sin discutir la idea de progreso que trae la frase.
Dónde se cae la mayoría
- Decir que las bacterias no tienen ADN o no tienen ribosomas. Tienen las dos cosas; lo que no tienen es núcleo.
- Sumar los coeficientes de sedimentación: 30S + 50S forman un ribosoma de 70S, no de 80S.
- Creer que las bacterias respiran en mitocondrias. No tienen; lo hacen en la membrana plasmática.
- Contar mal las generaciones: el número de células se duplica en cada una, no se suma de a dos.
- Pensar que la pared es exclusiva de las plantas. Las bacterias la tienen, de peptidoglicano; los hongos también, de quitina.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Procariotas y eucariotas (E. coli como modelo) →Dónde entra este tema en el parcial
- Primer parcial — Tres muestras y un virus10 puntos · resuelto paso a paso
Los otros temas de la unidad 1
La célula y cómo se estudia