teoría celular- una de las generalizaciones biológicas universalmente reconocidas, que afirma la unidad del principio de estructura y desarrollo del mundo de las plantas, los animales y otros organismos vivos con una estructura celular, en la que la célula se considera como un elemento estructural único de los organismos vivos.

La teoría celular es una teoría fundamental para la biología, formulada a mediados del siglo XIX, que proporcionó una base para comprender las leyes del mundo viviente y para el desarrollo de la doctrina evolutiva. Matthias Schleiden y Theodor Schwann formularon la teoría celular basándose en muchos estudios sobre la célula (1838). Rudolf Virchow más tarde (1858) lo complementó con la disposición más importante (cada célula proviene de otra célula).

Schleiden y Schwann, resumiendo el conocimiento disponible sobre la célula, demostraron que la célula es la unidad básica de cualquier organismo. Las células de animales, plantas y bacterias tienen una estructura similar. Más tarde, estas conclusiones se convirtieron en la base para probar la unidad de los organismos. T. Schwann y M. Schleiden introdujeron en la ciencia el concepto fundamental de la célula: no hay vida fuera de las células. La teoría celular fue complementada y editada cada vez.

Disposiciones de la teoría celular de Schleiden-Schwann

∙ Todos los animales y plantas están formados por células.

∙ Las plantas y los animales crecen y se desarrollan a través de la formación de nuevas células.

∙ Una célula es la unidad de vida más pequeña, y todo el organismo es una colección de células.

∙ Las principales disposiciones de la teoría celular moderna[editar | editar fuente]

∙ Una célula es una unidad funcional elemental de la estructura de todos los seres vivos. (Excepto los virus que no tienen estructura celular)

∙ Célula - un sistema, incluye muchos elementos naturalmente interconectados, que representan una formación holística, que consta de unidades funcionales conjugadas: organoides.

∙ Las células de todos los organismos son homólogas.

∙ La célula se produce sólo al dividirse la célula madre.

∙ Un organismo multicelular es un sistema complejo de muchas células unidas

Y integrados en sistemas de tejidos y órganos conectados entre sí.

∙ Las células de los organismos pluricelulares son totipotentes.

Métodos para el estudio de las células.

1. Método de microscopía óptica.

El poder de resolución de un microscopio óptico es de ~0,1 - 0,2 micrómetros.

Variedades de microscopía óptica: microscopía de contraste de fase, fluorescencia y polarización.

2. Método de microscopía electrónica. Resolución ~0,10 nanómetros.Métodos de estudio de células fijadas.

3. métodos histológicos.

Métodos de fijación, preparación de preparaciones con su posterior coloración.

4. Los métodos citoquímicos son la tinción selectiva de varios elementos químicos (componentes) de una célula (ADN, proteína...).

5. Los métodos morfológicos son un método cuantitativo que estudia los parámetros de las principales estructuras celulares.

6. Método de isótopos marcados.

Se utilizan átomos pesados ​​de carbono o hidrógeno. Estos átomos marcados se incluyen en los precursores para la síntesis de ciertas moléculas. Por ejemplo: en la síntesis de ADN, se usa timidina H3 marcada, un precursor de la timina.

7. Para detectar la etiqueta en citología, se utiliza el método de autorradiografía. Se realizan preparaciones histológicas y se recubren con una emulsión fotográfica en la oscuridad, se mantienen un tiempo determinado a una temperatura determinada, luego se revelan las preparaciones mediante fotorreactivos, mientras se detecta la marca en forma de granos de plata. Este método se utilizó para determinar los parámetros del ciclo mitótico.

8. El método de fraccionamiento celular permite estudiar los componentes intracelulares. Las células se destruyen, se colocan en centrífugas especiales y los diferentes componentes celulares se precipitan a diferentes velocidades de centrifugación.

9. El método de análisis de difracción de rayos X se utiliza para estudiar la red cristalina del núcleo de un átomo.

Métodos para el estudio de células vivas.

10. El método de las estructuras celulares permite estudiar una célula viva.

11. método de microcirugía. Por ejemplo: implantación de un microelectrodo.

12. Métodos de clonación.

11. Núcleo celular, su organización, finalidad. cromatina nuclear.

El núcleo (del latín núcleo) es uno de los componentes estructurales de una célula eucariota que contiene información genética (moléculas de ADN) y realiza las siguientes funciones:

1) almacenamiento y reproducción de información genética 2) regulación de procesos metabólicos que ocurren en la célula

La forma del núcleo depende en gran medida de la forma de la célula y puede ser completamente irregular. Los núcleos distintivos son esféricos, multilobulados. Las invaginaciones y excrecencias de la membrana nuclear aumentan significativamente la superficie del núcleo y, por lo tanto, mejoran la conexión entre las estructuras y sustancias nucleares y citoplasmáticas.

La estructura del núcleo El núcleo está rodeado por una capa, que consta de dos membranas con una estructura típica.

La membrana nuclear externa de la superficie que mira hacia el citoplasma está cubierta de ribosomas, la membrana interna es lisa.

La envoltura nuclear es parte del sistema de membrana celular. Las excrecencias de la membrana nuclear externa están conectadas a los canales del retículo endoplásmico, formando un solo sistema de canales comunicantes. El intercambio de sustancias entre el núcleo y el citoplasma se lleva a cabo de dos formas principales. En primer lugar, la membrana nuclear está impregnada de numerosos poros a través de los cuales se intercambian moléculas entre el núcleo y el citoplasma. En segundo lugar, las sustancias del núcleo al citoplasma y viceversa pueden pasar debido al cordón de protuberancias y excrecencias de la membrana nuclear. A pesar del intercambio activo de sustancias entre el núcleo y el citoplasma, la membrana nuclear limita el contenido nuclear del citoplasma, proporcionando diferencias en la composición química del jugo nuclear y del citoplasma, lo que es necesario para el funcionamiento normal de las estructuras nucleares.

El contenido del núcleo se divide en jugo nuclear, cromatina y nucléolo.

En una célula viva, el jugo nuclear parece una masa sin estructura que llena los espacios entre las estructuras del núcleo. La composición del jugo nuclear incluye varias proteínas, incluyendo la mayoría de las enzimas nucleares, proteínas de cromatina y proteínas ribosómicas. El jugo nuclear también contiene nucleótidos libres necesarios para construir moléculas de ADN y ARN, aminoácidos, todo tipo de ARN, así como productos del nucléolo y la cromatina luego transportados desde el núcleo al citoplasma.

La cromatina (entonces griego chroma-color, color) se denomina grumos, gránulos y estructuras en forma de red del núcleo, que se tiñen intensamente con algunos tintes y difieren en forma del nucléolo. La cromatina contiene ADN y proteínas y es una sección espiralizada y compactada de cromosomas Las secciones espiralizadas de cromosomas son genéticamente inactivas.

Su función específica, la transferencia de información genética, solo puede ser realizada por secciones de cromosomas desespiralizadas y sin torsión que, debido a su pequeño grosor, no son visibles en un microscopio óptico.

La tercera estructura característica de la célula es el nucléolo. Es un cuerpo redondo denso sumergido en jugo nuclear. En los núcleos de distintas células, así como en el núcleo de una misma célula, dependiendo de su estado funcional, el número de nucléolos puede variar de 1 a 5-7 o más. El número de nucleolos puede exceder el número de cromosomas en el conjunto; esto ocurre debido a la reduplicación selectiva de genes responsables de la síntesis de rRNA. Hay nucléolos solo en núcleos que no se dividen; durante la mitosis, desaparecen debido a la espiralización de los cromosomas y la liberación de todos los ribosomas formados previamente en el citoplasma, y ​​después de que se completa la división, reaparecen.

El nucléolo no es una estructura independiente del núcleo. Se forma alrededor de la región del cromosoma en la que se codifica la estructura del ARNr. Esta sección del cromosoma, el gen, se denomina organizador nucleolar (NOR) y en él se produce la síntesis de ARNr.

Además de la acumulación de rRNA, en el nucléolo se forman subunidades de ribosomas que luego se trasladan al citoplasma y, combinados con la participación de cationes Ca2+, forman ribosomas integrales capaces de participar en la biosíntesis de proteínas.

Por lo tanto, el nucléolo es una acumulación de r-RNA y ribosomas en diferentes etapas de formación, que se basa en una región cromosómica que porta un gen, un organizador nucleolar que contiene información hereditaria sobre la estructura del r-RNA.

12. Estructura y funciones de las membranas celulares.

La membrana celular (o citolema, o plasmolema, o membrana plasmática) separa el contenido de cualquier célula del ambiente externo, asegurando su integridad; regula el intercambio entre la célula y el medio ambiente; Las membranas intracelulares dividen la célula en compartimentos, compartimentos u orgánulos cerrados especializados, en los que ciertas condiciones ambiente.

Todas las membranas biológicas tienen características y propiedades estructurales comunes. En la actualidad, el modelo de mosaico fluido de la estructura de la membrana es generalmente aceptado. La base de la membrana es una bicapa lipídica, formada principalmente por fosfolípidos. Los fosfolípidos son triglicéridos en los que un residuo de ácido graso se reemplaza por un residuo de ácido fosfórico; la sección de la molécula en la que se encuentra el residuo de ácido fosfórico se llama cabeza hidrofílica, las secciones en las que se encuentran los residuos de ácido graso se denominan colas hidrofóbicas. En la membrana, los fosfolípidos están dispuestos de manera estrictamente ordenada: las colas hidrofóbicas de las moléculas se enfrentan entre sí y las cabezas hidrofílicas miran hacia el exterior, hacia el agua.

Además de lípidos, la membrana contiene proteínas (en promedio ≈ 60%). Determinan la mayoría de las funciones específicas de la membrana (transporte de ciertas moléculas, catálisis de reacciones, recepción y conversión de señales de ambiente y etc.). Hay: 1) proteínas periféricas (ubicadas en la superficie externa o interna de la bicapa lipídica), 2) proteínas semiintegrales (inmersas en la bicapa lipídica a diferentes profundidades), 3) proteínas integrales o transmembrana (permean la membrana a través, en contacto con el exterior, y con el medio ambiente interno de la célula). Las proteínas integrales en algunos casos se denominan formadoras de canales o canales, ya que pueden considerarse como canales hidrofílicos a través de los cuales las moléculas polares pasan a la célula (el componente lipídico de la membrana no las dejaría pasar).

La membrana puede contener carbohidratos (hasta un 10%). El componente carbohidrato de las membranas está representado por cadenas de oligosacáridos o polisacáridos asociadas a moléculas de proteínas (glucoproteínas) o lípidos (glucolípidos). Básicamente, los carbohidratos se encuentran en la superficie exterior de la membrana. Los carbohidratos proporcionan funciones receptoras de la membrana. En las células animales, las glicoproteínas forman un complejo de epimembrana: el glicocalix, que tiene un grosor de varias decenas de nanómetros. Muchos receptores celulares se encuentran en él, con su ayuda se produce la adhesión celular.

Las moléculas de proteínas, carbohidratos y lípidos son móviles, capaces de moverse en el plano de la membrana. El espesor de la membrana plasmática es de aproximadamente 7,5 nm.

Funciones de las membranas Las membranas realizan las siguientes funciones:

1. separación de los contenidos celulares del ambiente externo,

2. regulación del metabolismo entre la célula y el medio ambiente,

3. división celular en compartimentos ("compartimentos"),

4. ubicación de "transportadores enzimáticos",

5. proporcionar comunicación entre las células en los tejidos de los organismos multicelulares (adhesión),

6. reconocimiento de señales.

La propiedad más importante de las membranas es la permeabilidad selectiva, es decir, Las membranas son altamente permeables a algunas sustancias o moléculas y poco permeables (o completamente impermeables) a otras. Esta propiedad subyace en la función reguladora de las membranas, que asegura el intercambio de sustancias entre la célula y el medio externo. El proceso de paso de sustancias a través de la membrana celular se denomina transporte de sustancias. Distinguir: 1) transporte pasivo: el proceso de pasar sustancias, sin energía; 2) transporte activo - el proceso de pasar sustancias, yendo con costos de energía.

13. Ácidos nucleicos. El ADN, su estructura y papel en la célula.

Los ácidos nucleicos son biopolímeros que contienen fósforo de organismos vivos que proporcionan almacenamiento y transmisión de información hereditaria. Fueron descubiertos en 1869 por el bioquímico suizo F. Miescher en los núcleos de leucocitos, espermatozoides de salmón. Posteriormente, se encontraron ácidos nucleicos en todas las células animales y vegetales, virus, bacterias y hongos.

En la naturaleza, hay dos tipos de ácidos nucleicos: desoxirribonucleico (ADN) y ribonucleico (ARN). La diferencia de nombres se explica por el hecho de que la molécula de ADN contiene el azúcar desoxirribosa de cinco carbonos y la molécula de ARN contiene ribosa. Actualmente, se conocen un gran número de variedades de ADN y ARN, que difieren entre sí en estructura y significado en el metabolismo.

El ADN se localiza principalmente en los cromosomas del núcleo celular (99% del ADN celular total), así como en las mitocondrias y los cloroplastos. El ARN es parte de los ribosomas; Las moléculas de ARN también se encuentran en el citoplasma, matriz de plástidos y mitocondrias.

Los nucleótidos son los componentes estructurales de los ácidos nucleicos. Los ácidos nucleicos son biopolímeros cuyos monómeros son nucleótidos.

Los nucleótidos son sustancias complejas. Cada nucleótido contiene una base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos (ribosa o desoxirribosa) y un residuo de ácido fosfórico.

Hay cinco bases nitrogenadas principales: adenina, guanina, uracilo, timina y citosina. Los dos primeros son purina; sus moléculas constan de dos anillos, el primero contiene cinco miembros, el segundo

Seis. Los tres siguientes son pirimidinas y tienen un anillo de cinco miembros.Los nombres de los nucleótidos se derivan de los nombres de las bases nitrogenadas correspondientes; ambos se indican con letras mayúsculas: adenina - adenilato (A), guanina - guanilato (G), citosina - citidilato (C), timina - timidilato (T), uracilo - uridilato (U).

El número de nucleótidos en una molécula de ácido nucleico varía desde 80 en moléculas de ARN de transporte hasta varios cientos de millones en ADN.

ADN. La molécula de ADN consta de dos cadenas de polinucleótidos enrolladas helicoidalmente entre sí.

EN La composición de los nucleótidos de la molécula de ADN incluye cuatro tipos de bases nitrogenadas: adenina, guanina, timina y citocina. EN En una cadena de polinucleótidos, los nucleótidos adyacentes están interconectados por enlaces covalentes que se forman entre el grupo fosfato de un nucleótido y el grupo hidroxilo de 3" de la pentosa de otro. Estos enlaces se denominan enlaces fosfodiéster. El grupo fosfato forma un puente entre el 3"-carbono de un ciclo de pentosa y el 5-carbono siguiente. El esqueleto de las cadenas de ADN está formado por residuos de azúcar-fosfato (Fig. 1.2).

Aunque el ADN contiene cuatro tipos de nucleótidos, debido a la diferente secuencia de su disposición en una cadena larga, se logra una enorme variedad de estas moléculas. La cadena de polinucleótidos de ADN está retorcida en forma de espiral como una escalera de caracol y está conectada a otra cadena complementaria mediante enlaces de hidrógeno formados entre adenina y timina (dos enlaces), así como guanina y citosina (tres enlaces). Los nucleótidos A y T, G y C se denominan complementarios.

EN Como resultado, en cualquier organismo, el número de nucleótidos de adenilo es igual al número de timidilo, y el número de nucleótidos de guanilo es igual al número de citidilo. Este patrón se llama "regla de Chargaff". Debido a esta propiedad, la secuencia de nucleótidos en una cadena determina su secuencia en otra. Esta capacidad de combinar nucleótidos de forma selectiva se denomina complementariedad, y esta propiedad es la base de la formación de nuevas moléculas de ADN basadas en la molécula original (replicación, es decir, duplicación).

Las cadenas en la molécula de ADN están dirigidas de manera opuesta (antiparalelismo). Entonces, si para una cadena elegimos la dirección desde el extremo Z "hasta el extremo 5", entonces la segunda cadena con esta dirección se orientará de manera opuesta a la primera, desde el extremo 5 hasta el extremo Z ", en otras palabras, la "cabeza" de una cadena está conectada con la "cola" de la otra y viceversa.

Por primera vez, el científico estadounidense J. Watson y el inglés F. Crick propusieron un modelo de la molécula de ADN en 1953, basado en los datos de E. Chargaff sobre la proporción de bases de purina y pirimidina de las moléculas de ADN y la resultados del análisis de difracción de rayos X obtenidos

M. Wilkins y R. Franklin. Watson, Crick y Wilkins recibieron el Premio Nobel en 1962 por el desarrollo de un modelo de doble cadena de la molécula de ADN.

El ADN es la molécula biológica más grande. Su longitud oscila entre 0,25 (en algunas bacterias) y 40 mm (en humanos). Es mucho más grande que la molécula de proteína más grande que, cuando se despliega, alcanza una longitud de no más de 100 a 200 nm. La masa de una molécula de ADN es 6x10-12 g.

El diámetro de la molécula de ADN es de 2 nm, el paso de hélice es de 3,4 nm; cada vuelta de la hélice contiene 10 pares de bases. La estructura helicoidal está respaldada por numerosos enlaces de hidrógeno entre bases nitrogenadas complementarias e interacciones hidrofóbicas. Las moléculas de ADN de los organismos eucariotas son lineales. En procariotas, el ADN, por el contrario, está cerrado en un anillo y no tiene ni 3 ni 5 terminales.

Cuando las condiciones cambian, el ADN, como las proteínas, puede sub-. sufren una desnaturalización, lo que se llama fusión. Con un regreso gradual a las condiciones normales, el ADN se renaturaliza. La función del ADN es el almacenamiento, transmisión y reproducción en un número de generaciones de información genética. El ADN de cualquier célula codifica información sobre todas las proteínas de un determinado organismo, sobre qué proteínas, en qué secuencia y en qué cantidad se sintetizarán. La secuencia de aminoácidos en las proteínas se registra en el ADN mediante el llamado código genético (triplete).

La principal propiedad del ADN es su capacidad de replicación.

La replicación es el proceso de autoduplicación de las moléculas de ADN, que ocurre bajo el control de las enzimas. La replicación ocurre antes de cada división nuclear. Comienza con el hecho de que la hélice del ADN se desenrolla temporalmente bajo la acción de la enzima ADN polimerasa. En cada una de las cadenas formadas tras la ruptura de los enlaces de hidrógeno, se sintetiza una hebra hija de ADN según el principio de complementariedad. El material para la síntesis son los nucleótidos libres que se encuentran en el núcleo (Fig. 1.3).

Por lo tanto, cada cadena de polinucleótidos actúa como plantilla para una nueva cadena complementaria (por lo tanto, el proceso de duplicación de moléculas de ADN se refiere a las reacciones de síntesis de plantilla). El resultado son dos moléculas de ADN, cada una de las cuales "una cadena permanece de la molécula principal (la mitad) y la otra se sintetiza nuevamente. Además, una nueva cadena se sintetiza de forma continua, y la segunda, primero en forma de fragmentos cortos, que luego se cosen en una cadena larga con una enzima especial-ADN ligasa. Como resultado de la replicación, dos nuevas moléculas de ADN son una copia exacta de la molécula original.

El significado biológico de la replicación radica en la transferencia precisa de información hereditaria de la célula madre a las células hijas, lo que ocurre durante la división de las células somáticas.

14. Ácidos ribonucleicos, sus tipos, estructura, finalidad.

ARN. La estructura de las moléculas de ARN es en muchos aspectos similar a la estructura de las moléculas de ADN. Sin embargo, también hay una serie de diferencias significativas. En la molécula de ARN, en lugar de desoxirribosa, los nucleótidos contienen ribosa y, en lugar del nucleótido timidilo (T), el nucleótido uridilo (U). La principal diferencia con el ADN es que la molécula de ARN es de una sola hebra. Sin embargo, sus nucleótidos son capaces de formar enlaces de hidrógeno entre sí (por ejemplo, en moléculas de tRNA, rRNA), pero en este caso estamos hablando de una conexión intracatenaria de nucleótidos complementarios. Las cadenas de ARN son mucho más cortas que las de ADN.

Hay varios tipos de ARN en la célula, que difieren en el tamaño de las moléculas, estructura, ubicación en la célula y funciones:

1. Informativo (matriz) ARN (ARNm). Esta especie es la más heterogénea en tamaño y estructura. El ARNm es una cadena polinucleotídica abierta. Se sintetiza en el núcleo con la participación de la enzima Una ARN polimerasa que es complementaria a la región del ADN donde se sintetiza. A pesar del contenido relativamente bajo (3-5% de ARN celular), realiza la función más importante en la célula: sirve como matriz para la síntesis de proteínas, transmitiendo información sobre su estructura a partir de moléculas de ADN. Cada proteína celular está codificada por un ARNm específico, por lo que el número de sus tipos en la célula corresponde al número de tipos de proteínas.

2. ARN ribosomal (ARNr). Estos son ácidos nucleicos monocatenarios que forman ribosomas en combinación con proteínas. orgánulos en los que se produce la síntesis de proteínas. Los ARN ribosómicos se sintetizan en el núcleo. La información sobre su estructura está codificada en regiones de ADN que se encuentran en la región de la constricción secundaria de los cromosomas. Los ARN ribosómicos constituyen el 80% de todo el ARN celular, ya que la célula tiene gran cantidad ribosoma. Los ARN ribosómicos tienen una estructura secundaria y terciaria compleja, formando bucles en regiones complementarias, lo que conduce a la autoorganización de estas moléculas en un cuerpo complejo. Los ribosomas contienen tres tipos de ARNr en procariotas y cuatro tipos de ARNr en eucariotas.

3. ARN de transporte (transferencia) (ARNt) Una molécula de ARNt consiste en un promedio de 80 nucleótidos. El contenido de tRNA en la célula es aproximadamente el 15% de todo el RNA. La función del ARNt es transportar aminoácidos al sitio de síntesis de proteínas. Número varios tipos El ARNt en la célula es pequeño.(20-60). Todos ellos tienen una organización espacial similar. Gracias a los enlaces de hidrógeno intracatenarios, la molécula de ARNt adquiere una estructura secundaria característica llamada hoja de trébol. El modelo 3D de tRNA se ve algo diferente. Se distinguen cuatro bucles en el ARNt: un bucle aceptor (sirve como sitio para unir un aminoácido), un bucle anticodón (reconoce un codón en un ARNm durante la traducción) y dos bucles laterales.

15. Sustancias orgánicas en las células, su finalidad.

EN La célula contiene una amplia variedad de compuestos orgánicos, diversos en estructura y funciones. Las sustancias orgánicas pueden ser de bajo peso molecular (aminoácidos, azúcares, ácidos orgánicos, nucleótidos, lípidos, etc.) y de alto peso molecular. La mayoría de los compuestos orgánicos de alto peso molecular en la célula son biopolímeros. Los polímeros se denominan moléculas y consisten en una gran cantidad de unidades repetitivas: monómeros, conectados entre sí por enlaces covalentes. A los biopolímeros, es decir. Los polímeros que forman la célula incluyen proteínas, polisacáridos y ácidos nucleicos.

Un grupo especial de compuestos orgánicos de la célula son los lípidos (grasas y sustancias similares a las grasas). Todos ellos son compuestos hidrofóbicos, es decir. insoluble en agua, pero soluble en solventes orgánicos no polares (cloroformo, benceno, éter) Los lípidos incluyen grasas neutras, fosfolípidos, ceras, esteroides y algunos otros compuestos. Las funciones de los lípidos en los organismos vivos son diversas. Los fosfolípidos están presentes en todas las células, desempeñando una función estructural como base de las membranas biológicas. El colesterol esteroideo es un componente importante de las membranas en los animales. Las grasas neutras y algunos otros lípidos proporcionan función energética. Se acumulan en los organismos vivos como nutrientes de reserva. Cuando se oxida 1 g de grasa, se liberan 38 kJ de energía, que es el doble que cuando se oxida la misma cantidad de glucosa. La función energética de las grasas está relacionada con su función de almacenamiento. Una parte importante de la reserva de energía del cuerpo se almacena en forma de grasa. Además, las grasas sirven como fuente de agua, que se libera durante su oxidación. Esto es especialmente importante para los animales del desierto que tienen deficiencia de agua. Por ejemplo, son depósitos de grasa que se encuentran en la joroba de un camello. Varios lípidos tienen una función protectora. En los mamíferos, la grasa subcutánea actúa como aislante térmico. La cera protege las plumas y el pelo de los animales de la humedad. Una serie de lípidos realizan una función reguladora en el cuerpo. Por ejemplo, las hormonas de la corteza suprarrenal en su naturaleza química son esteroides Algunos lípidos participan activamente en el metabolismo, como las vitaminas liposolubles A, D, E y K.

Los carbohidratos (azúcares, sacáridos) son compuestos con la fórmula química general Cn(H2O)n. Por el número de enlaces en la cadena polimérica, existen tres clases principales de carbohidratos: monosacáridos (azúcares simples), oligosacáridos (constan de 2 a 10 moléculas de azúcares simples) y polisacáridos (constan de más de 10 moléculas de azúcares simples). Según el número de átomos de carbono que componen el monosacárido, existen triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas.

EN En la naturaleza, las hexosas (glucosa y fructosa) y las pentosas (ribosa y desoxirribosa) son las más comunes. La glucosa es la principal fuente de energía de la célula, con la oxidación completa de 1 g de glucosa se liberan 17,6 kJ de energía. La ribosa y la desoxirribosa son constituyentes de los ácidos nucleicos. De los oligosacáridos, los disacáridos más comunes son maltosa (azúcar de malta), lactosa (azúcar de leche), sacarosa (azúcar de remolacha). Los monosacáridos y disacáridos son altamente solubles en agua y tienen un sabor dulce. Los polisacáridos tienen un alto peso molecular, no tienen sabor dulce y no pueden disolverse en agua. Son biopolímeros. Los polisacáridos más comunes en la naturaleza son los polímeros de glucosa, almidón, glucógeno y celulosa, así como la quitina, que consiste en residuos de glucosamina. El almidón es la principal sustancia de reserva en las plantas, el glucógeno en los animales. La celulosa y la quitina cumplen una función protectora, proporcionando la fuerza de los tegumentos de plantas, animales y hongos. Así, las principales funciones de los hidratos de carbono en la naturaleza son energéticas, de almacenamiento y estructurales.

Las proteínas son biopolímeros cuyos monómeros son aminoácidos. Hay 20 aminoácidos diferentes involucrados en la formación de proteínas. Los aminoácidos en las moléculas de proteína están conectados por enlaces peptídicos covalentes. Una molécula de proteína puede contener hasta varios miles de aminoácidos. Hay 4 niveles de organización espacial de la molécula de proteína. La secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptídica se denomina estructura primaria de una proteína. La estructura primaria de cualquier molécula de proteína es única y determina su organización espacial, propiedades y funciones en la célula. La estructura secundaria de una proteína está determinada por el plegamiento de una cadena de aminoácidos en estructuras específicas llamadas hélice a y capa b. La estructura secundaria de una proteína está formada por enlaces de hidrógeno. La estructura terciaria se forma plegando la cadena polipeptídica con elementos de la estructura secundaria en una espiral (glóbulo) y se mantiene mediante enlaces iónicos, hidrofílicos y covalentes (disulfuro) entre varios residuos de aminoácidos.

La estructura cuaternaria es característica de las proteínas que consisten en varias cadenas polipeptídicas. La pérdida de una molécula de proteína. organización estructural, por ejemplo debido al calentamiento, se denomina desnaturalización. La desnaturalización puede ser reversible o irreversible. Con la desnaturalización reversible, las estructuras cuaternaria, terciaria y secundaria de la proteína pueden alterarse, pero la estructura primaria no se altera, y cuando las condiciones normales regresan, debido a esto, es posible la renaturalización: restauración de la configuración normal. En violación de la estructura primaria, la desnaturalización es irreversible.

La función más importante de las proteínas es catalítica. Todas las enzimas, los catalizadores biológicos son proteínas. Gracias a las enzimas, la velocidad de las reacciones químicas en la célula aumenta millones de veces. Las enzimas son altamente específicas: cada enzima cataliza un tipo específico de reacción química en la célula. Es gracias a las enzimas que todas las reacciones metabólicas que ocurren en los organismos vivos son posibles.

Ácidos nucleicos (Ver pregunta 13 arriba)

16.Minerales en las células, su papel, propósito. Procesos osmóticos en células vegetales y animales.

Según el contenido en el cuerpo, los minerales se dividen en 3 grupos: macronutrientes, microelementos y ultramicroelementos.

Los macronutrientes son un grupo de inorgánicos sustancias químicas presentes en el cuerpo desde unas pocas decenas de gramos hasta más de un kilogramo. La ingesta diaria recomendada es de más de 200 mg. Estos incluyen calcio, magnesio, fósforo, potasio, sodio, cloro y azufre. Los macronutrientes aseguran el funcionamiento normal de todos los sistemas y órganos, de los cuales se "construyen" las células del cuerpo. Sin ellos, el metabolismo en el cuerpo humano es imposible.

Los oligoelementos incluyen minerales, cuyo contenido en el cuerpo oscila entre unos pocos gramos y décimas de gramo. La necesidad de ellos se calcula en miligramos, pero están involucrados en procesos bioquímicos y son necesarios para el cuerpo. Estos incluyen: hierro, cobre, manganeso, zinc, cobalto, yodo, flúor, cromo, molibdeno, vanadio, níquel, estroncio, silicio y selenio. Recientemente, se ha utilizado el término micronutriente, tomado de idiomas europeos.

Los ultramicroelementos están contenidos en el cuerpo en cantidades insignificantes, pero tienen una alta actividad biológica. Los principales representantes son el oro, el plomo, el mercurio, la plata, el radio, el rubidio, el uranio. Algunos de ellos se distinguen no solo por un pequeño contenido en los alimentos comunes, sino también por su toxicidad si se consumen en dosis relativamente grandes. MINERALES - PAPEL EN EL CUERPO Los minerales juegan un papel grande y diverso en el cuerpo humano. Forman parte de su estructura y realizan un gran número de funciones importantes.

1. Regular el metabolismo del agua y la sal.

2. Mantener la presión osmótica en las células y los fluidos intercelulares.

3. Mantener el equilibrio ácido-base.

4. Asegurar el normal funcionamiento del sistema nervioso, cardiovascular-vascular, digestivo y otros sistemas.

5. Proporcionar procesos de hematopoyesis y coagulación sanguínea.

6. Forman parte o activan la acción de enzimas, hormonas, vitaminas y por lo tanto participan en todo tipo de metabolismo.

7. Regulan el potencial transmembrana necesario para el funcionamiento normal de las células, la conducción de los impulsos nerviosos y la contracción de las fibras musculares.

8. Mantener la integridad estructural del cuerpo.

9. Participa en la construcción de los tejidos corporales, especialmente de los huesos, donde el fósforo y el calcio son los principales componentes estructurales.

10. Mantienen la composición salina normal de la sangre y participan en la estructura de los elementos que la forman.

11. Afectan las funciones protectoras del cuerpo, su inmunidad.

12. son indispensables parte integral alimentos, y su prolongada falta o exceso de nutrición conduce a trastornos metabólicos e incluso enfermedades.

Se denominan fenómenos osmóticos a los fenómenos que ocurren en un sistema formado por dos disoluciones separadas por una membrana semipermeable. En una célula vegetal, el papel de las películas semipermeables lo realizan las capas límite del citoplasma: el plasmalema y el tonoplasto.

El plasmalema es la membrana externa del citoplasma adyacente a la pared celular. El tonoplasto es la membrana interna del citoplasma que rodea la vacuola. Las vacuolas son cavidades en el citoplasma llenas de savia celular, una solución acuosa de carbohidratos, ácidos orgánicos, sales, proteínas de bajo peso molecular, pigmentos.

La concentración de sustancias en la savia celular y en el ambiente externo (en el suelo, cuerpos de agua) no suele ser la misma. Si la concentración intracelular de sustancias es mayor que en el ambiente externo, el agua del ambiente se difundirá en la célula, más precisamente en la vacuola, a un ritmo más rápido que en la dirección opuesta, es decir, de la célula al ambiente. Cuanto mayor sea la concentración de sustancias contenidas en la savia celular, mayor será la fuerza de succión - la fuerza con la que la célula<всасывает воду>. Con un aumento en el volumen de savia celular, debido a la entrada de agua en la célula, aumenta su presión sobre el citoplasma, que está estrechamente adyacente a la membrana. Cuando la celda está completamente saturada de agua, tiene un volumen máximo. Estado tensión interna células debido a la alta

El contenido de agua y el desarrollo de la presión del contenido de la célula sobre su membrana se denomina turgencia. La turgencia asegura que los órganos mantengan su forma (por ejemplo, hojas, tallos no lignificados) y posición en el espacio, así como su resistencia a la acción de factores mecánicos. Si la célula está en una solución hipertónica, cuya concentración es mayor que la concentración de savia celular, entonces la velocidad de difusión del agua desde la savia celular excederá la velocidad de difusión del agua hacia la célula desde la solución circundante. Debido a la liberación de agua de la célula, el volumen de savia celular disminuye, la turgencia disminuye. Una disminución en el volumen de la vacuola celular se acompaña de la separación del citoplasma de la membrana: se produce plasmólisis.

17. Biosíntesis de proteínas en células.

La biosíntesis de proteínas tiene lugar en cada célula viva. Es más activo en células jóvenes en crecimiento, donde se sintetizan proteínas para la construcción de sus orgánulos, así como en células secretoras, donde se sintetizan proteínas enzimáticas y proteínas hormonales.

El papel principal en la determinación de la estructura de las proteínas pertenece al ADN. Un trozo de ADN que contiene información sobre la estructura de una sola proteína se llama gen. Una molécula de ADN contiene varios cientos de genes. Una molécula de ADN contiene un código para la secuencia de aminoácidos en una proteína en forma de nucleótidos definitivamente combinados. El código de ADN ha sido descifrado casi por completo. Su esencia es la siguiente. Cada aminoácido corresponde a una sección de la cadena de ADN de tres nucleótidos adyacentes.

Por ejemplo, sección T-T-T corresponde al aminoácido lisina, el segmento ACA corresponde a la cistina, CAA a la valina, etc. Hay 20 aminoácidos diferentes, el número de combinaciones posibles de 4 nucleótidos por 3 es 64. Por lo tanto, hay tripletes más que suficientes para codificar todos los aminoácidos.

La síntesis de proteínas es un proceso complejo de varias etapas que representa una cadena de reacciones sintéticas que proceden según el principio de la síntesis de matriz.

Dado que el ADN se encuentra en el núcleo celular y la síntesis de proteínas se produce en el citoplasma, existe un intermediario que transmite información desde el ADN hasta los ribosomas. Tal intermediario es el ARNm. : En la biosíntesis de proteínas se determinan los siguientes pasos, que tienen lugar en diferentes partes de la célula:

1. La primera etapa - síntesis El ARNm se produce en el núcleo, durante el cual la información contenida en el gen del ADN se transcribe en ARNm. Este proceso se llama transcripción (del latín "transcripción" - reescritura).

2. En la segunda etapa, los aminoácidos se combinan con moléculas ARNt, que consisten secuencialmente en tres nucleótidos: anticodones, con la ayuda de los cuales se determina su triplete de codones.

3. La tercera etapa es el proceso de síntesis directa de enlaces polipeptídicos, llamado traducción. Ocurre en los ribosomas.

4. En la cuarta etapa se produce la formación de la estructura secundaria y terciaria de la proteína, es decir, la formación de la estructura final de la proteína.

Por lo tanto, en el proceso de biosíntesis de proteínas, se forman nuevas moléculas de proteínas de acuerdo con la información exacta incrustada en el ADN. Este proceso asegura la renovación de las proteínas, los procesos metabólicos, el crecimiento y desarrollo de las células, es decir, todos los procesos de la actividad vital celular.

18. Metabolismo energético en las células.

La energía es necesaria para la vida de un organismo. Las plantas acumulan energía solar en la materia orgánica durante la fotosíntesis. En el proceso del metabolismo energético, las sustancias orgánicas se descomponen y la energía enlaces químicos liberado. En parte se disipa en forma de calor y en parte se almacena en moléculas de ATP. En los animales, el metabolismo energético se produce en tres etapas.

La primera etapa es preparatoria. Los alimentos ingresan al cuerpo de animales y humanos en forma de compuestos macromoleculares complejos. Antes de ingresar a las células y tejidos, estas sustancias deben descomponerse en sustancias de bajo peso molecular que sean más accesibles para la asimilación celular. En la primera etapa tiene lugar la división hidrolítica de las sustancias orgánicas, que tiene lugar con la participación del agua. Procede bajo la acción de enzimas en el tracto digestivo de animales multicelulares, en las vacuolas digestivas de animales unicelulares y a nivel celular, en lisosomas. Reacciones de la etapa preparatoria:

proteínas + H20 -> aminoácidos + Q;

grasas + H20 -> glicerol + ácidos grasos superiores + Q; polisacáridos -> glucosa + Q.

En mamíferos y humanos, las proteínas se descomponen en aminoácidos en el estómago y en el duodeno bajo la acción de enzimas: péptidos hidrolasas (pepsina, tripsina, quimiotripsina). La descomposición de los polisacáridos comienza en la cavidad oral bajo la acción de la enzima ptialina y luego continúa en el duodeno bajo la acción de la amilasa. Las grasas también se descomponen allí bajo la acción de la lipasa. Toda la energía liberada en este caso se disipa en forma de calor.

Las sustancias de bajo peso molecular resultantes ingresan al torrente sanguíneo y se distribuyen a todos los órganos y células. En las células, ingresan al lisosoma o directamente al citoplasma. Si la escisión ocurre a nivel celular en los lisosomas, la sustancia ingresa inmediatamente al citoplasma. En esta etapa, las sustancias se preparan para la escisión intracelular.

La segunda etapa es la oxidación libre de oxígeno. La segunda etapa se lleva a cabo a nivel celular en ausencia de oxígeno. Tiene lugar en el citoplasma de la célula. Considere la descomposición de la glucosa como una de las sustancias metabólicas clave en la célula. Todas las demás sustancias orgánicas (ácidos grasos, glicerol, aminoácidos) se incorporan a los procesos de su transformación en diferentes etapas. La descomposición de la glucosa sin oxígeno se llama glucólisis. La glucosa sufre una serie de transformaciones sucesivas (Fig. 16). Primero, se convierte en fructosa, fosforilada

Activado por dos moléculas de ATP y convertido en fructosa difosfato. Además, la molécula de carbohidrato de seis átomos se descompone en dos compuestos de tres carbonos: dos moléculas de glicerofosfato (triosa). Después de una serie de reacciones, se oxidan, perdiendo dos átomos de hidrógeno cada uno, y se convierten en dos moléculas de ácido pirúvico (PVA). Como resultado de estas reacciones, se sintetizan cuatro moléculas de ATP. Dado que inicialmente se gastaron dos moléculas de ATP en la activación de la glucosa, el total es de 2 ATP. Por lo tanto, la energía liberada durante la descomposición de la glucosa se almacena parcialmente en dos moléculas de ATP y se consume parcialmente en forma de calor. Los cuatro átomos de hidrógeno que se eliminaron durante la oxidación del glicerofosfato se combinan con el portador de hidrógeno NAD+ (nicotinamida dinucleótido fosfato). Es el mismo transportador de hidrógeno que el NADP+, pero está involucrado en las reacciones del metabolismo energético.

La tercera etapa es la oxidación biológica o respiración. Esta etapa tiene lugar solo en presencia de oxígeno y también se denomina oxígeno. Tiene lugar en la mitocondria.

El ácido pirúvico del citoplasma ingresa a la mitocondria, donde pierde una molécula de dióxido de carbono y se convierte en ácido acético, combinándose con el activador y transportador coenzima-A (Fig. 17). El acetil-CoA resultante luego entra en una serie de reacciones cíclicas. Los productos de la escisión libre de oxígeno (ácido láctico, alcohol etílico) también sufren cambios y se oxidan con oxígeno. El ácido láctico se convierte en ácido pirúvico si se formó con falta de oxígeno en los tejidos de los animales. Etanol se oxida a ácido acético y se une a CoA.

Las reacciones cíclicas en las que se convierte el ácido acético se denominan ciclo del ácido dicarboxílico y tricarboxílico, o ciclo de Krebs, en honor al científico que describió por primera vez estas reacciones. Como resultado de una serie de reacciones sucesivas, se produce la descarboxilación, la eliminación del dióxido de carbono y la oxidación, la eliminación del hidrógeno de las sustancias resultantes. Carbónico

el gas formado durante la descarboxilación del PVC y en el ciclo de Krebs se libera de las mitocondrias y luego de la célula y el cuerpo durante la respiración. Así, el dióxido de carbono se forma directamente en el proceso de descarboxilación de sustancias orgánicas. Todo el hidrógeno que se elimina de los intermedios se combina con el portador NAD+ y se forma NAD 2H. Durante la fotosíntesis, el dióxido de carbono se combina con sustancias intermedias y se reduce con hidrógeno. Aquí está el proceso inverso.

Tracemos ahora el camino de las moléculas OVER 2H. Entran en las crestas de las mitocondrias, donde se encuentra la cadena respiratoria de enzimas. En esta cadena, el hidrógeno se separa del portador con la eliminación simultánea de electrones. Cada molécula de NAD 2H reducido dona dos hidrógenos y dos electrones. La energía de los electrones removidos es muy alta. Entran en la cadena respiratoria de enzimas, que consiste en proteínas: citocromos. Moviéndose a través de este sistema en cascadas, el electrón pierde energía. Debido a esta energía, en presencia de la enzima ATP-asa, se sintetizan moléculas de ATP. Simultáneamente con estos procesos, los iones de hidrógeno se bombean a través de la membrana hacia su lado exterior. En el proceso de oxidación de 12 moléculas de NAD-2H, que se formaron durante la glucólisis (2 moléculas) y como resultado de reacciones en el ciclo de Krebs (10 moléculas), se sintetizan 36 moléculas de ATP. La síntesis de moléculas de ATP asociadas con el proceso de oxidación del hidrógeno se denomina fosforilación oxidativa. Este proceso fue descrito por primera vez por el científico ruso V. A. Engelgardt en 1931. El aceptor final de electrones es una molécula de oxígeno que ingresa a la mitocondria durante la respiración. Los átomos de oxígeno en el exterior de la membrana aceptan electrones y se cargan negativamente. Los iones de hidrógeno positivos se combinan con el oxígeno cargado negativamente para formar moléculas de agua. Recuerde que el oxígeno atmosférico se forma como resultado de la fotosíntesis durante la fotólisis de las moléculas de agua, y el hidrógeno se usa para reducir el dióxido de carbono. En el proceso de intercambio de energía, el hidrógeno y el oxígeno se recombinan y se convierten en agua.

19.Organización del aparato hereditario en células eucariotas. Genoma de células somáticas. El aparato genético de una célula eucariota se encuentra en el núcleo y está protegido por una membrana. El ADN eucariótico es lineal, 50/50 conectado a proteínas. Forman un cromosoma. A diferencia de los eucariotas, el ADN en los procariotas es circular, desnudo (casi no conectado a proteínas), se encuentra en una región especial del citoplasma, el nucleoide, y está separado del resto del citoplasma por una membrana. Una célula eucariota se divide por mitosis, meiosis o una combinación de estos métodos. El ciclo de vida de los eucariotas consta de dos fases nucleares. La primera (haplofase) se caracteriza por un solo juego de cromosomas. En la segunda fase (diplofase), dos células haploides se fusionan para formar una célula diploide, que contiene un juego doble de cromosomas. Después de algunas divisiones, la célula vuelve a ser haploide.

Hay 24 cromosomas diferentes en el genoma: 22 de ellos no afectan el sexo y dos cromosomas (X e Y) determinan el sexo. Los cromosomas 1 a 22 están numerados en orden decreciente de tamaño. Las células somáticas suelen tener 23 pares de cromosomas: una copia de los cromosomas 1 a 22 de cada padre, respectivamente, así como un cromosoma X de la madre y un cromosoma Y o X del padre. En total, resulta que una célula somática contiene 46 cromosomas.

20. Gen, genotipo, homo y heterocigosidad. Condicionalidad genética del fenotipo. Unidad gen-estructural y funcional de la herencia de los organismos vivos. Gene

es una sección de ADN que especifica la secuencia de un polipéptido particular o ARN funcional. Los genes (más precisamente, los alelos de los genes) determinan las características hereditarias de los organismos que se transmiten de padres a hijos durante la reproducción. A su vez, algunos orgánulos (mitocondrias, plástidos) tienen su propio ADN que determina sus características, el cual no está incluido en el genoma del organismo.

Entre algunos organismos, en su mayoría unicelulares, existe transferencia horizontal de genes que no está asociada con la reproducción.

El término "gen" fue acuñado en 1909 por el botánico danés Wilhelm Johansen tres años después de que William Batson acuñara el término "genética".

Propiedades del gen:

1. estabilidad - la capacidad de mantener una estructura;

2. labilidad: la capacidad de mutar repetidamente;

3. alelismo múltiple: existen muchos genes en una población en una variedad de formas moleculares;

4. alelismo: en el genotipo de organismos diploides, solo dos formas del gen;

5. especificidad: cada gen codifica su propio rasgo;

6. pleiotropía - efecto múltiple de un gen;

7. expresividad - el grado de expresión de un gen en un rasgo;

8. penetrancia - la frecuencia de manifestación de un gen en el fenotipo;

9. amplificación - un aumento en el número de copias de un gen.

GENOTIPO, todos los genes de un organismo, determinando colectivamente todas las características de un organismo - su fenotipo. Si el genoma es la característica genética de la especie, entonces el genotipo es la característica genética (constitución) de un organismo particular. Cuando se estudia la herencia de ciertos rasgos, no todos los genes se denominan genotipo, sino solo aquellos que determinan estos rasgos.

El genotipo no es una suma mecánica de genes autónomos que actúan independientemente, sino un sistema complejo e integral, un entorno genotípico en el que el funcionamiento y la implementación de cada gen dependen de la influencia de otros genes. Por lo tanto, en la interacción de los genes alélicos, además de los casos simples de dominancia y recesividad, son posibles la dominancia incompleta, la codominancia (la manifestación de dos genes alélicos a la vez) y la sobredominancia (una manifestación más fuerte de un rasgo en los heterocigotos en comparación con los homocigotos). .

Individuos con el mismo genotipo que se desarrollan bajo diferentes condiciones ambientales pueden tener diferentes fenotipos. En relación con esto, en genética, se desarrolló el concepto de norma de reacción, es decir, de aquellos límites dentro de los cuales, bajo la influencia de diferentes condiciones ambientales, el fenotipo puede cambiar con un genotipo dado. Así, el rango de variabilidad fenotípica también está determinado por el genotipo, o dicho de otro modo, el fenotipo es el resultado de la interacción del genotipo y el ambiente. La obtención de células e individuos con el mismo genotipo mediante reproducción vegetativa y clonación es importante tanto para resolver problemas científicos como para problemas prácticos en agricultura, medicina y biotecnología.

La homocigosidad es un estado del aparato hereditario de un organismo, en el que los cromosomas homólogos tienen la misma forma de un gen dado. La transición de un gen a un estado homocigoto conduce a la manifestación en la estructura y función del organismo (fenotipo) de alelos recesivos, cuyo efecto, cuando es heterocigoto, es suprimido por los alelos dominantes. La prueba de homocigosidad es la ausencia de segregación en ciertos tipos de cruzamientos. Un organismo homocigoto produce solo un tipo de gameto para este gen.

La heterocigosidad es una condición inherente a cualquier organismo híbrido en el que sus cromosomas homólogos portan diferentes formas(alelos) de un gen particular o difieren en la posición relativa de los genes. El término "heterocigosidad" fue introducido por primera vez por el genetista inglés W. Batson en 1902. La heterocigosidad ocurre cuando gametos de diferente calidad en términos de genes o composición estructural se fusionan en un heterocigoto. La heterocigosidad estructural ocurre cuando ocurre un reordenamiento cromosómico de uno de los cromosomas homólogos, se puede detectar en meiosis o mitosis. La heterocigosidad se detecta analizando cruces. La heterocigosidad, por regla general, es una consecuencia del proceso sexual, pero puede resultar de una mutación. En

En heterocigosidad, el efecto de los alelos recesivos dañinos y letales es suprimido por la presencia del alelo dominante correspondiente y se manifiesta solo cuando este gen pasa al estado homocigoto. Por tanto, la heterocigosidad está muy extendida en las poblaciones naturales y es, aparentemente, una de las causas de la heterosis. El efecto de enmascaramiento de los alelos dominantes en heterocigosidad es la razón de la preservación y propagación de alelos recesivos dañinos en la población (el llamado portador heterocigoto).

Fenotipo (de la palabra griega phainotip - revelo, revelo) - un conjunto de características inherentes a un individuo en una determinada etapa de desarrollo. El fenotipo se forma sobre la base del genotipo mediado por una serie de factores ambientales. En los organismos diploides, los genes dominantes aparecen en el fenotipo.

Fenotipo: un conjunto de signos externos e internos de un organismo adquirido como resultado de la ontogénesis (desarrollo individual).

Primero, la mayoría de las moléculas y estructuras codificadas por el material genético no son visibles durante apariencia organismo, aunque forman parte del fenotipo. Por ejemplo, este es el caso de los tipos de sangre humana. Por lo tanto, una definición ampliada del fenotipo debe incluir características que puedan detectarse mediante procedimientos técnicos, médicos o de diagnóstico. Una extensión adicional, más radical, puede incluir el comportamiento adquirido o incluso la influencia de un organismo en el medio ambiente y otros organismos.Un fenotipo se puede definir como la "transmisión" de la información genética hacia los factores ambientales. En primera aproximación, podemos hablar de dos características del fenotipo: a) el número de direcciones de salida caracteriza el número de factores ambientales a los que el fenotipo es sensible - la dimensionalidad del fenotipo; b) "rango" de remoción caracteriza el grado de sensibilidad del fenotipo a un factor ambiental dado. Juntas, estas características determinan la riqueza y el desarrollo del fenotipo. Cuanto más multidimensional es el fenotipo y más sensible es, cuanto más lejos está el fenotipo del genotipo, más rico es.

21. Código genético, sus propiedades:

El código genético es la disposición de nucleótidos en una molécula de ADN que controla la secuencia de aminoácidos en una molécula de proteína.

En la variedad de proteínas que existen en la naturaleza se han encontrado unos 20 aminoácidos diferentes. Para encriptar tal número de ellos, solo un código de triplete puede proporcionar un número suficiente de combinaciones de nucleótidos, en el que cada aminoácido está encriptado por tres nucleótidos adyacentes. En este caso, se forman = 64 tripletes a partir de cuatro nucleótidos. Un código compuesto por dos nucleótidos permitiría codificar sólo = 16 aminoácidos diferentes.

1) los mismos aminoácidos pueden estar codificados por diferentes tripletes (codones sinónimos). Tal código se llama degenerado o redundante. Los tripletes duplicados difieren en el tercer nucleótido.

2) En la molécula de ADN, cada nucleótido está incluido sólo en cualquier codón. Así que el código de ADN sin superposición. Continuidad- la secuencia de nucleótidos se lee triplete por triplete sin espacios. Doc-ción de gen no superpuesto. código para servir como reemplazo de un solo aminoácido en el péptido cuando se reemplaza un nucleótido en el ADN.

3) Especificidad: cada triplete puede codificar solo un aminoácido específico.

4) Versatilidad ( pleno cumplimiento del código en diferentes especies de organismos vivos.) El código genético atestigua la unidad del origen de toda la variedad de formas vivas en la Tierra en el proceso de evolución biológica.

La secuencia de tripletes determina la disposición de los aminoácidos en una molécula de proteína, es decir, tiene lugar la colinealidad. En otras palabras, la colinealidad es una propiedad que implementa tal secuencia de aminoácidos en una proteína en la que se ubican los codones correspondientes en el gen. Esto significa que la posición de cada aminoácido en la cadena polipeptídica depende de una región específica del gen. El código genético se considera colineal si los codones de los ácidos nucleicos y sus correspondientes aminoácidos en la proteína están ubicados en el mismo orden lineal.

22. La estructura de los cromosomas, sus tipos, clasificación en el cariotipo humano.

El término cromosoma fue propuesto en 1888 por el morfólogo alemán W. Waldeyer, quien lo usó para denotar las estructuras intranucleares de una célula eucariota que están bien teñidas con tintes básicos (del griego chroma - color, pintura y soma - cuerpo).

química composición de los cromosomas:

Se componen principalmente de ADN y proteínas que forman un complejo de nucleoproteína llamado cromatina, que recibe su nombre por su capacidad para teñirse con colorantes básicos. La cromatina se compone de dos tipos de proteínas: histonas y proteínas no histonas.

Las histonas están representadas por cinco fracciones: HI, H2A, H2B, H3, H4. Al ser proteínas básicas con carga positiva, se unen con bastante firmeza a las moléculas de ADN, lo que impide que se pueda leer la información biológica que contiene. Este es su papel regulador. Además, estas proteínas realizan una función estructural, proporcionando la organización espacial del ADN en los cromosomas.

El número de fracciones de proteínas no histonas supera las 100. Entre ellas se encuentran enzimas para la síntesis y procesamiento de ARN, reduplicación y reparación de ADN. Las proteínas ácidas de los cromosomas también juegan un papel estructural y regulador. Además del ADN y las proteínas, también se encuentran en los cromosomas ARN, lípidos, polisacáridos e iones metálicos.

El ARN cromosómico está representado en parte por productos de transcripción que aún no han abandonado el sitio de síntesis. Algunas fracciones tienen una función reguladora.

El papel regulador de los componentes de los cromosomas es prohibir o permitir la eliminación de información de la molécula de ADN.

Las proporciones de masa de ADN: histonas: proteínas no histonas: ARN: lípidos son iguales a 1:1: (0,2-0,5): (0,1-0,15): (0,01-0,03). Otros componentes se encuentran en pequeñas cantidades.

Morfología de los cromosomas

Microscopía de luz. En la primera mitad de la mitosis, consisten en dos cromátidas interconectadas en la región de la constricción primaria (centrómero o cinetocoro), una sección especialmente organizada del cromosoma común a ambas cromátidas hermanas. En la segunda mitad de la mitosis, las cromátidas se separan entre sí. Forman hebras simples. cromosomas hijos, distribuidos entre las células hijas.

∙ de brazos iguales, o metacéntrica (con un centrómero en el medio),

∙ desigual o submetacéntrico (con un centrómero desplazado hacia uno de los extremos),

∙ en forma de bastón o acrocéntrico (con un centrómero ubicado casi al final del cromosoma),

∙ punto - muy pequeño, cuya forma es difícil de determinar

La totalidad de todas las características estructurales y cuantitativas de un conjunto completo de cromosomas, característico de las células de un tipo particular de organismos vivos, se denomina cariotipo.

El cariotipo del futuro organismo se forma en el proceso de fusión de dos células germinales (esperma y óvulo). Al mismo tiempo, sus juegos de cromosomas se combinan. El núcleo de una célula germinal madura contiene la mitad de un conjunto de cromosomas (para humanos, 23). Un conjunto único similar de cromosomas, similar al de las células germinales, se denomina haploide y se denota - n. Cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide, se recrea un cariotipo específico para esta especie en un nuevo organismo, que incluye 46 cromosomas en humanos. La composición total de los cromosomas de una célula somática ordinaria es diploide (2n). En un conjunto diploide, cada cromosoma tiene otro cromosoma emparejado similar en tamaño y ubicación del centrómero. Tales cromosomas se llaman homólogos. Los cromosomas homólogos no solo son similares entre sí, sino que también contienen genes responsables de los mismos rasgos.

El cariotipo de una mujer normalmente contiene dos cromosomas X, y se puede escribir - 46, XX. El cariotipo masculino incluye los cromosomas X e Y (46, XY). Los otros 22 pares de cromosomas se nombran

autosomas. Grupos de autosomas:

∙ El grupo A incluye 3 pares de los cromosomas más largos (1, 2, 3º);

∙ el grupo B combina 2 pares de cromosomas submetacéntricos grandes (4 y 5º).

∙ grupo C, que incluye 7 pares de autosomas submetacéntricos medianos (con 6 al 12). Según las características morfológicas, el cromosoma X es difícil de distinguir de este grupo.

∙ Cromosomas acrocéntricos medios 13, 14 y La pareja 15 está en el grupo D.

∙ Tres pares de pequeños cromosomas submetacéntricos forman el grupo E (16, 17 y 18).

∙ Los cromosomas metacéntricos más pequeños (19 y 20) forman el grupo F.

Los pares 21 y 22 de cromosomas acrocéntricos cortos se incluyen en el grupo G. El cromosoma Y es morfológicamente muy similar a los autosomas de este grupo.

23. La teoría cromosómica de T. Morgan.

Teoría cromosómica de la herencia - la teoría según la cual la transferencia de información hereditaria en varias generaciones está asociada con la transferencia de cromosomas, en la que los genes se ubican en una secuencia determinada y lineal.

1. Los portadores materiales de la herencia: los genes están ubicados en los cromosomas, están ubicados en ellos linealmente a cierta distancia entre sí.

2. Los genes ubicados en el mismo cromosoma pertenecen al mismo grupo de ligamiento. El número de grupos de ligamiento corresponde al número haploide de cromosomas.

3. Los rasgos cuyos genes están en el mismo cromosoma se heredan de forma vinculada.

4. En la descendencia de padres heterocigotos, pueden ocurrir nuevas combinaciones de genes ubicados en el mismo par de cromosomas como resultado del entrecruzamiento durante la meiosis.

5. La frecuencia de entrecruzamiento, determinada por el porcentaje de individuos entrecruzados, depende de la distancia entre genes.

6. Sobre la base de la disposición lineal de los genes en un cromosoma y la frecuencia de entrecruzamiento como indicador de la distancia entre los genes, se pueden construir mapas de cromosomas.

Los trabajos de T. Morgan y sus colaboradores no solo confirmaron la importancia de los cromosomas como los principales portadores del material hereditario representado por genes individuales, sino que también establecieron la linealidad de su ubicación a lo largo del cromosoma.

La prueba de la conexión del sustrato material de la herencia y la variabilidad con los cromosomas era, por un lado, la estricta correspondencia de los patrones de herencia de rasgos descubiertos por G. Mendel con el comportamiento de los cromosomas durante la mitosis, durante la meiosis y la fecundación. Por otra parte, en el laboratorio de T. Morgan se descubrió un tipo especial de herencia de rasgos, que se explicaba bien por la conexión de los genes correspondientes con el cromosoma X. Estamos hablando de la herencia del color de ojos ligada al sexo en Drosophila.

El concepto de los cromosomas como portadores de complejos de genes se expresó sobre la base de la observación de la herencia ligada de una serie de rasgos parentales entre sí durante su transmisión en varias generaciones. Tal vinculación de rasgos no alternativos se explicaba por la ubicación de los genes correspondientes en un cromosoma, que es una estructura bastante estable que conserva la composición de los genes en varias generaciones de células y organismos.

De acuerdo con la teoría cromosómica de la herencia, el conjunto de genes que componen un cromosoma se forma grupo de embrague Cada cromosoma es único en

el conjunto de genes que contiene. El número de grupos de ligamiento en el material hereditario de organismos de una especie dada está determinado por el número de cromosomas en el conjunto haploide de sus células germinales. Durante la fertilización, se forma un conjunto diploide, en el que cada grupo de enlace está representado por dos variantes: cromosomas paternos y maternos, que llevan los conjuntos originales de alelos del complejo genético correspondiente.

La idea de la linealidad de la disposición de los genes en cada cromosoma surgió sobre la base de la observación de la recombinación (intercambio) que ocurre a menudo entre los complejos de genes maternos y paternos contenidos en cromosomas homólogos. Se encontró que la frecuencia de recombinación se caracteriza por una cierta constancia para cada par de genes en un grupo de enlace dado y es diferente para diferentes pares. Esta observación permitió sugerir una relación entre la frecuencia de recombinación y la secuencia de genes en el cromosoma y el proceso de entrecruzamiento que ocurre entre homólogos en la profase I de la meiosis (ver Sección 3.6.2.3).

La idea de una distribución lineal de genes explicaba bien la dependencia de la frecuencia de recombinación de la distancia entre ellos en el cromosoma.

El descubrimiento de la herencia ligada de rasgos no alternativos formó la base para el desarrollo de una metodología para construir mapas genéticos de cromosomas utilizando el método hibridológico de análisis genético.

Así, a principios del siglo XX. el papel de los cromosomas como principales portadores de material hereditario en la célula eucariota quedó irrefutablemente probado. Esto se confirmó al estudiar la composición química de los cromosomas.

24. División de células somáticas. Har-ka fases de la mitosis.

La división de una célula somática y su núcleo (mitosis) va acompañada de complejas transformaciones multifásicas de cromosomas: 1) en el proceso de mitosis, cada cromosoma se duplica sobre la base de la replicación complementaria de la molécula de ADN con la formación de dos filamentos hermanos copias (cromátidas) conectadas en el centrómero; 2) posteriormente, las cromátidas hermanas se separan y se distribuyen de manera equivalente sobre los núcleos de las células hijas.

Como resultado, la identidad del juego de cromosomas y el material genético se mantiene en la división de las células somáticas.

Por separado, debe decirse acerca de las neuronas: células posmitóticas altamente diferenciadas que no se someten a divisiones celulares a lo largo de sus vidas. Las capacidades compensatorias de las neuronas en respuesta a la acción de factores dañinos están limitadas por la regeneración intracelular y la reparación del ADN en el núcleo que no se divide, lo que determina en gran medida la especificidad de los procesos neuropatológicos de naturaleza hereditaria y no hereditaria.

La mitosis es una división compleja del núcleo celular, cuyo significado biológico radica en la distribución exactamente idéntica de los cromosomas hijos con la información genética contenida en ellos entre los núcleos de las células hijas, como resultado de esta división, los núcleos de las células hijas tienen un juego de cromosomas idéntico en cantidad y calidad al de la célula madre.

Los cromosomas son el principal sustrato de la herencia, son la única estructura para la que se ha demostrado una capacidad independiente de reduplicación. Todos los demás orgánulos de la célula capaces de reduplicarse la llevan a cabo bajo el control del núcleo. En este sentido, es importante mantener la constancia del número de cromosomas y distribuirlos uniformemente entre las células hijas, lo que se logra mediante todo el mecanismo de la mitosis. Este método de división en células vegetales fue descubierto en 1874 por el botánico ruso I. D. Chistyakov, y en células animales, en 1878 por el histólogo ruso P. I. Peremezhko (1833-1894).

EN En el proceso de la mitosis (fig. 2.15), se suceden cinco fases: profase, prometafase, metafase, anafase y telofase. Estas fases, que se suceden inmediatamente, están conectadas por transiciones imperceptibles. Cada condición anterior conduce a la siguiente.

EN en una célula que entra en división, los cromosomas toman la forma de una bola de muchos hilos delgados y débilmente espiralizados. En este momento, cada cromosoma consta de dos cromátidas hermanas. Las cromátidas se forman según el principio de matriz en Periodo S del ciclo mitótico como consecuencia de la replicación del ADN.

Al comienzo mismo de la profase, y a veces antes de su inicio, el centríolo se divide en dos, y divergen hacia

polos del núcleo. Al mismo tiempo, los cromosomas se someten a un proceso de torsión (espiralización), como resultado de lo cual se acortan y engrosan significativamente. Las cromátidas se alejan un poco unas de otras, permaneciendo conectadas solo por centrómeros. Aparece un espacio entre las cromátidas. Al final de la profase, se forma una figura radiante alrededor de los centriolos en las células animales. La mayoría de las células vegetales no tienen centríolos.

Al final de la profase, los nucléolos desaparecen, la membrana nuclear se disuelve de los lisosomas bajo la acción de las enzimas y los cromosomas se sumergen en el citoplasma. Al mismo tiempo, aparece una figura acromática, que consiste en hilos que se extienden desde los polos de la célula (si hay centriolos, entonces desde ellos). Los filamentos acromáticos están unidos a los centrómeros de los cromosomas. Se forma una figura característica que se asemeja a un huso. Los estudios de microscopía electrónica han demostrado que los hilos del huso son túbulos, túbulos.

En prometafase en el centro de la célula se encuentra el citoplasma, el cual tiene una ligera viscosidad. Los cromosomas sumergidos en él se envían al ecuador de la célula.

En la metafase, los cromosomas se encuentran en un estado ordenado en el ecuador. Todos los cromosomas son claramente visibles, por lo que el estudio de los cariotipos (contar el número, estudiar las formas de los cromosomas) se lleva a cabo en esta etapa. En este momento, cada cromosoma consta de dos cromátidas, cuyos extremos se han separado. Por lo tanto, en las placas en metafase (y en los idiomas de los cromosomas en metafase), los cromosomas tienen forma de A. El estudio de los cromosomas se lleva a cabo precisamente en esta etapa.

En la anafase, cada cromosoma se divide longitudinalmente en toda su longitud, incluso en el área

centrómero, más precisamente, hay una divergencia de cromátidas, que luego se convierten en cromosomas hermanos o hijos. Tienen forma de varilla, curvada en la región de la constricción primaria. Los hilos del huso se acortan, se mueven hacia los polos y, detrás de ellos, los cromosomas hijos comienzan a divergir hacia los polos. Su divergencia es rápida y

todo al mismo tiempo, como si se lo ordenaran. Esto se muestra bien en los fotogramas de las células en división. También ocurren procesos violentos en el citoplasma, que se asemeja a un líquido hirviendo en una película.

En la telofase, los cromosomas hijos llegan a los polos. Después de eso, los cromosomas se desespiralizan, pierden sus contornos claros y se forman membranas nucleares a su alrededor. El núcleo adquiere una estructura similar a la interfase de la célula madre. El nucléolo se restaura.

25. Células germinales humanas, su estructura. Tipos de estructura del ovocito.

Para participar en la reproducción sexual en los organismos parentales, se producen gametos, células especializadas para garantizar la función generativa.

La fusión de los gametos maternos y paternos conduce a la aparición de un cigoto, una célula que es una hija individual en la primera y más temprana etapa del desarrollo individual.

En En algunos organismos, un cigoto se forma como resultado de la unión de gametos que son indistinguibles en estructura. En tales casos, se habla de isogamia.

En En la mayoría de las especies, según sus características estructurales y funcionales, las células germinales se dividen en

materna (óvulos) y paterna (espermatozoides). Como regla general, los óvulos y los espermatozoides son producidos por diferentes organismos: hembra (hembra) y macho (macho). En la subdivisión de los gametos en óvulos y espermatozoides, y de los individuos en hembras y machos, el fenómeno dimorfismo sexual (Fig. 5.1; 5.2). Su presencia en la naturaleza refleja las diferencias en las tareas resueltas en el proceso de reproducción sexual por el gameto masculino o femenino, masculino o femenino.

Células germinales masculinas humanas - espermatozoides , o espermatozoides, de unas 70 micras de largo, tienen cabeza, cuello y cola.

El espermatozoide está cubierto por un citolema, que en la sección anterior contiene un receptor que permite el reconocimiento de los receptores del óvulo.

La cabeza del espermatozoide incluye un pequeño núcleo denso con un conjunto haploide de cromosomas. La mitad anterior del núcleo está cubierta por un saco plano que forma la tapa del espermatozoide. El acrosoma se encuentra en él (del griego asgo - parte superior, soma - cuerpo),

consiste en un complejo de Golgi modificado. El acrosoma contiene un conjunto de enzimas. En el núcleo de un espermatozoide humano que ocupa

la mayor parte de la cabeza contiene 23 cromosomas, uno de los cuales es sexual (X o Y), el resto son autosomas. La sección de la cola del espermatozoide consta de una parte intermedia, principal y terminal.

Al examinar los espermatozoides bajo un microscopio electrónico, se encontró que el protoplasma de su cabeza no tiene un estado coloidal, sino cristalino líquido. Esto logra la resistencia de los espermatozoides a las influencias ambientales adversas. Por ejemplo, se dañan menos con la radiación ionizante en comparación con las células germinales inmaduras.

Todos los espermatozoides llevan la misma carga eléctrica (negativa), lo que evita que se peguen entre sí.

Una persona libera alrededor de 200 millones de espermatozoides

ovocitos u ovocitos(del lat. óvulo - huevo), maduran en una cantidad inmensamente menor que los espermatozoides. En una mujer durante el ciclo sexual de 24-28 días), por regla general, un óvulo madura. Así, durante el período fértil se forman unos 400 óvulos maduros.

La liberación de un ovocito del ovario se llama ovulación. El ovocito que sale del ovario está rodeado por una corona de células foliculares, cuyo número alcanza los 3-4 mil, es recogido por los bordes de la trompa de Falopio (oviducto) y se mueve a lo largo de él. Aquí termina la maduración de la célula germinal. Huevo tiene una forma esférica, más grande que la de los espermatozoides, el volumen del citoplasma, no tiene la capacidad de moverse de forma independiente.

Estructura. El óvulo humano tiene un diámetro de unas 130 micras. Adyacente al citolema hay una zona brillante o transparente y luego una capa de células foliculares. El núcleo de la célula germinal femenina tiene un conjunto haploide de cromosomas con un cromosoma sexual X, un nucléolo bien definido y hay muchos complejos de poros en el cariolema.

EN Durante el período de crecimiento del ovocito en el núcleo, tienen lugar procesos intensivos de síntesis de ARNm y ARNr.

EN en el citoplasma se desarrollan el aparato de síntesis de proteínas (retículo endoplásmico, ribosomas) y el aparato de Golgi. El número de mitocondrias es moderado, están ubicadas cerca del núcleo de la yema, donde tiene lugar una síntesis intensiva.

yema, sin centro celular. El aparato de Golgi en las primeras etapas de desarrollo se encuentra cerca del núcleo, y en el proceso de maduración del óvulo se desplaza hacia la periferia del citoplasma.

Los ovocitos están cubiertos, que realizan una función protectora, proporcionan el tipo de metabolismo necesario, en los mamíferos placentarios sirven para introducir el embrión en la pared uterina y también realizan otras funciones.

El citolema del huevo tiene microvellosidades ubicadas entre los procesos de las células foliculares. Las células foliculares realizan funciones tróficas y protectoras.

Los ovocitos son mucho más grandes que las células somáticas. La estructura intracelular del citoplasma en ellos es específica para cada especie animal, lo que asegura características de desarrollo específicas (ya menudo individuales). Los óvulos contienen una serie de sustancias necesarias para el desarrollo del embrión. Estos incluyen material nutritivo (yema).

Clasificación de ovocitos se basa en los signos de presencia, cantidad y distribución de la yema (lecitos), que es una inclusión proteico-lipídica en el citoplasma utilizada para nutrir al embrión.

Hay huevos sin yema (alecitales), de yema baja (oligolecitales), de yema media (mesolecitales), de yemas múltiples (polilecitales).

En los humanos, la presencia de una pequeña cantidad de yema en el huevo se debe al desarrollo del embrión en el cuerpo de la madre.

La polaridad de los ovocitos. Con una pequeña cantidad de yema en el huevo, generalmente se distribuye uniformemente en el citoplasma y el núcleo se ubica aproximadamente en el centro. Estos huevos se llaman isolecítico(del griego isos - igual). La mayoría de los vertebrados tienen mucha yema y está distribuida de manera desigual en el citoplasma del huevo. Esta anisolecítico células. La mayor parte de la yema se acumula en uno de los polos de la célula: polo vegetativo. Estos huevos se llaman telolecital(del griego telos - el fin). El polo opuesto, hacia el que se empuja el citoplasma activo libre de yema, se llama animal. Si la yema todavía está sumergida en el citoplasma y no se separa de él como una fracción separada, como en los esturiones y los anfibios, los huevos se denominan moderadamente telolecítico. Si la yema está completamente separada del citoplasma, como en los amniotas, entonces este marcadamente telolecítico huevos.

26. Reproducción de los vivos. Clasificación de los métodos de reproducción.

La reproducción, o reproducción, es una de las principales propiedades que caracterizan la vida. La reproducción se refiere a la capacidad de los organismos para producir su propia especie. El fenómeno de la reproducción está estrechamente relacionado con una de las características que caracterizan la vida: la discreción. Como saben, un organismo holístico consta de unidades discretas: células. La vida de casi todas las células es más corta que la vida de un individuo, por lo que la existencia de cada individuo se mantiene mediante la reproducción celular. Cada tipo de organismo también es discreto, es decir, consta de individuos separados. Cada uno de ellos es mortal. La existencia de la especie se sustenta en la reproducción (reproducción) de los individuos. Por lo tanto, la reproducción condición necesaria la existencia de una especie y la continuidad de generaciones sucesivas dentro de una especie. La clasificación de las formas de reproducción se basa en el tipo de división celular: mitótica (asexual) y meiótica (sexual). Las formas de reproducción se pueden representar como el siguiente esquema

Reproducción asexual. En eucariotas unicelulares es una división basada en la mitosis, en procariotas es la división del nucleoide, y en los organismos pluricelulares es vegetativa (del latín vegetatio

Crecer) reproducción, es decir, partes del cuerpo o un grupo de células somáticas.

Reproducción asexual de organismos unicelulares. En plantas y animales unicelulares se distinguen las siguientes formas de reproducción asexual: división, endogonia, división múltiple (esquizogonía) y brotación.

La división es característica de los organismos unicelulares (amebas, flagelados, ciliados). Primero, ocurre la división mitótica del núcleo, y luego ocurre una constricción cada vez más profunda en el citoplasma. En este caso, las células hijas reciben la misma cantidad de información. Los orgánulos suelen estar distribuidos uniformemente. En varios casos, se ha encontrado que la división es precedida por su duplicación. Después de la división, los individuos hijos crecen y, habiendo alcanzado el tamaño del organismo materno, proceden a una nueva división.

Endogonia: gemación interna. Con la formación de dos individuos hijas, la endodiogonía, la madre da solo dos crías (así es como se reproduce el toxoplasma), pero puede haber múltiples gemaciones internas, lo que conducirá a la esquizogonía.

La shizogonía, o división múltiple, es una forma de reproducción que se ha desarrollado a partir de la anterior. También se encuentra en organismos unicelulares, por ejemplo, en el agente causante de la malaria: el plasmodio de la malaria. En la esquizogonia, la fisión nuclear múltiple ocurre sin citocinesis y luego todo el citoplasma se divide en partículas que se separan alrededor de los núcleos. Una célula produce muchas células hijas. Esta forma de reproducción suele alternarse con la reproducción sexual.

La gemación consiste en que inicialmente se forma un pequeño tubérculo en la célula madre, que contiene un núcleo hijo o nucleoide. El riñón crece, alcanza el tamaño de la madre y luego se separa de ella. Esta forma de reproducción se observa en bacterias, hongos de levadura y animales unicelulares, en ciliados chupadores.

esporulación encontrado en animales pertenecientes al tipo de protozoos, la clase de esporozoos. Espora: una de las etapas del ciclo de vida que sirve para la reproducción, consiste en una célula cubierta con una membrana que protege contra condiciones adversas ambiente externo. Algunas bacterias después del proceso sexual son capaces de formar esporas. Las esporas bacterianas no sirven para la reproducción, sino para experimentar condiciones adversas y difieren en su significado biológico de las esporas de protozoos y plantas multicelulares.

Propagación vegetativa de pluricelulares. Bien Durante la reproducción vegetativa en animales pluricelulares nuevo organismo formado a partir de un grupo de células separadas del organismo original. La reproducción vegetativa ocurre solo en los más primitivos de los animales multicelulares: esponjas, algunos celenterados, planos y anélidos.

En esponjas e hidras, debido a la reproducción de grupos de células en el cuerpo, protuberancias (riñones). El riñón incluye células ecto y endodérmicas. En hidra, el riñón aumenta gradualmente, se forman tentáculos en él y, finalmente, se separa de la madre. Los ciliares y los anélidos están divididos por constricciones en varias partes; los órganos faltantes se restauran en cada uno de ellos. Así, se puede formar una cadena de individuos. En algunas cavidades intestinales, la reproducción se produce por estrobilación, que consiste en que el organismo poliploide crece con bastante intensidad y, al alcanzar cierto tamaño, comienza a dividirse en individuos hijos por constricciones transversales. En este momento, el pólipo parece una pila de placas. individuos formados

Las medusas se desprenden y comienzan una vida independiente. En muchas especies (por ejemplo, los celenterados), la forma de reproducción vegetativa se alterna con la reproducción sexual.

reproducción sexual

Proceso sexual. La reproducción sexual se distingue por la presencia de un proceso sexual que asegura el intercambio de información hereditaria y crea las condiciones para la aparición de la variabilidad hereditaria. Como regla general, dos individuos participan en él: hembra y macho, que forman células sexuales haploides femeninas y masculinas: gametos. Como resultado de la fertilización, es decir, la fusión de gametos femeninos y masculinos, se forma un cigoto diploide con una nueva combinación de rasgos hereditarios, que se convierte en el ancestro de un nuevo organismo.

La reproducción sexual, en comparación con la reproducción asexual, asegura la aparición de descendencia hereditariamente más diversa. Las formas del proceso sexual son la conjugación y la cópula.

La conjugación es una forma peculiar del proceso sexual, en el que la fecundación se produce por el intercambio mutuo de núcleos migratorios que se desplazan de una célula a otra a lo largo del puente citoplasmático formado por dos individuos. Durante la conjugación no suele haber un aumento en el número de individuos, pero sí un intercambio de material genético entre las células, lo que asegura la recombinación. propiedades hereditarias. La conjugación es típica de los protozoos ciliares (por ejemplo, ciliados), algunas algas (spirogyra).

Cópula (gametogamia)- una forma del proceso sexual en el que dos células de sexo diferente - gametos - se fusionan y forman un cigoto. En este caso, los núcleos de gametos forman un núcleo de cigoto.

Existen las siguientes formas principales de gametogamia: isogamia, anisogamia y oogamia.

Con la isogamia, se forman gametos móviles, morfológicamente idénticos, pero fisiológicamente difieren en "masculino" y "femenino". La isogamia se encuentra en muchas algas.

En anisogamia (heterogamia) Se forman gametos móviles, morfológica y fisiológicamente diferentes. Este tipo de proceso sexual es característico de muchas algas.

En el caso de la oogamia, los gametos son muy diferentes entre sí. El gameto femenino es un gran óvulo inmóvil que contiene una gran cantidad de nutrientes. Gametos masculinos - espermatozoides

Células pequeñas, generalmente móviles, que se mueven con la ayuda de uno o más flagelos. En las plantas con semillas, los gametos masculinos (espermatozoides) no tienen flagelos y se entregan al óvulo mediante un tubo polínico. La oogamia es característica de los animales, las plantas superiores y muchos hongos.

27. Ovogénesis y espermatogénesis.

espermatogénesis. El testículo consta de numerosos túbulos. Una sección transversal a través del túbulo muestra que tiene varias capas de células. Representan etapas sucesivas en el desarrollo de los espermatozoides.

La capa externa (zona de reproducción) está compuesta de espermatogonias, células de forma redondeada; tienen un núcleo relativamente grande y una cantidad significativa de citoplasma. Durante el desarrollo embrionario y después del nacimiento hasta la pubertad, las espermatogonias se dividen por mitosis, por lo que aumenta el número de estas células y el propio testículo. El período de división intensa se llama temporada de reproducción.

Después del inicio de la pubertad, parte de las espermatogonias también continúan dividiéndose mitóticamente y forman las mismas células, pero algunas de ellas se mueven a la siguiente zona de crecimiento ubicada más cerca de la luz del túbulo. Aquí hay un aumento significativo en el tamaño celular debido a un aumento en la cantidad de citoplasma. En esta etapa se les llama espermatocitos primarios.

La tercera etapa en el desarrollo de los gametos masculinos se llama período de maduración. Durante este período, se suceden dos divisiones que avanzan rápidamente. De cada espermatocito primario, dos espermatocito secundario, y luego cuatro espermátidas, que son ovaladas y mucho más pequeñas. La división celular durante el período de maduración va acompañada de una reorganización del aparato cromosómico (se produce la meiosis; véase más adelante). Las espermátides se desplazan a la zona más cercana a la luz de los túbulos, donde se forman a partir de ellas los espermatozoides.

En la mayoría de los animales salvajes, la espermatogénesis ocurre solo en ciertas épocas del año. En los intervalos entre ellos, los túbulos de los testículos contienen solo espermatogonias. Pero en los humanos y en la mayoría de los animales domésticos, la espermatogénesis ocurre durante todo el año.

Ovogénesis. Las fases de la ovogénesis son comparables a las de la espermatogénesis. Este proceso también tiene época de la reproducción cuando se divide intensamente ovogonia: células pequeñas con un núcleo relativamente grande y una pequeña cantidad de citoplasma. En mamíferos y humanos, este período termina antes del nacimiento. formado por este tiempo ovocitos primarios permanecen inalterables durante muchos años. Con el inicio de la pubertad, periódicamente, los ovocitos individuales entran en un período de crecimiento celular, aumentan y acumulan yema, grasa y pigmentos en ellos.

En el citoplasma de la célula, sus orgánulos y membranas, tienen lugar transformaciones morfológicas y bioquímicas complejas. Cada ovocito está rodeado de pequeñas células foliculares que le proporcionan su nutrición.

luego viene período de maduración. durante el cual se producen dos divisiones sucesivas asociadas a la transformación del aparato cromosómico (meiosis). Además, estas divisiones van acompañadas de una división desigual del citoplasma entre las células hijas. Cuando el ovocito primario se divide, se forma una célula grande - ovocito secundario, que contiene casi todo el citoplasma, y ​​una pequeña célula llamada polocito primario. En la segunda división de la maduración, el citoplasma se distribuye nuevamente de manera desigual. Se forman un ovocito secundario grande y un polocito secundario. En este momento, el polocito primario también puede dividirse en dos células. Así, a partir de un ovocito primario se forman un ovocito secundario y tres polocitos (cuerpos de reducción). Además, se forma un óvulo a partir del ovocito secundario y los polocitos se disuelven o permanecen en la superficie del óvulo, pero no participan en el desarrollo posterior. La distribución desigual del citoplasma proporciona al óvulo una cantidad significativa de citoplasma y nutrientes que serán necesarios en el futuro para el desarrollo del embrión.

En mamíferos y humanos, los períodos de reproducción y crecimiento de los óvulos tienen lugar en los folículos (Fig. 3.5). Un folículo maduro está lleno de líquido, dentro de él hay un óvulo. Durante la ovulación, la pared del folículo se revienta, el óvulo ingresa a la cavidad abdominal y luego, por regla general, a las trompas de Falopio. El período de maduración del óvulo tiene lugar en las trompas y aquí tiene lugar la fertilización.

En En muchos animales, la ovogénesis y la maduración de los huevos ocurren solo durante ciertas estaciones del año. En las mujeres, un óvulo suele madurar cada mes y durante todo el período de la pubertad.

Alrededor de 400. Es esencial para una persona que los ovocitos primarios se formen

se reconcilian incluso antes del nacimiento y luego persisten durante toda la vida, y solo gradualmente algunos de ellos comienzan a pasar a la maduración y dan células al óvulo. Esto significa que varios factores desfavorables a los que está expuesto el organismo femenino durante la vida pueden afectar su desarrollo posterior; Las sustancias venenosas (incluida la nicotina y el alcohol) que ingresan al cuerpo pueden penetrar en los ovocitos y causar más trastornos en el desarrollo normal de la futura descendencia.

Pregunta 1. Cuéntanos sobre la historia del descubrimiento de la célula.
El descubrimiento de la estructura celular de los organismos vivos se hizo posible gracias a la llegada del microscopio. Su prototipo fue inventado en 1590 por el molinillo de vidrio holandés Zachary Jansen. Se sabe que el primer microscopio consistía en un tubo unido a un soporte y tenía dos lupas.
La importancia del microscopio para estudiar la estructura de secciones de objetos vegetales y animales fue apreciada por primera vez por el físico y botánico inglés Robert Hooke. En 1665, en secciones de corcho, descubrió estructuras parecidas a panales de abejas, y las llamó celdas o celdas. Sin embargo, Hooke se equivocó al creer que las células están vacías y que la materia viva son las paredes celulares.
El naturalista holandés Anthony van Leeuwenhoek en la segunda mitad del siglo XVII. Perfeccionó el microscopio y fue el primero en ver células vivas. Observó y dibujó una serie de protozoos, espermatozoides, bacterias, eritrocitos e incluso su movimiento en los capilares.

Pregunta 2. ¿Por quién y cuándo se formuló por primera vez la teoría celular?
El estudio de las células vegetales y animales permitió generalizar todas las características de su estructura. En 1838, M. Schleiden creó la teoría de la citogénesis (formación de células). Su principal mérito es plantear la cuestión del origen de las células en el cuerpo. En 1839, T. Schwann, basado en el trabajo de M. Schleiden, creó una teoría celular. Las principales disposiciones de la teoría celular (M. Schleiden y T Schwann):
1) todos los tejidos están formados por células;
2) las células vegetales y animales tienen principios comunes de estructura, tk. surgir de la misma manera;
3) cada célula individual es independiente, y la actividad del organismo es la suma de la actividad vital de las células individuales.
En 1858, R. Virchow también prestó gran atención al desarrollo posterior de la teoría celular. No solo reunió todos los numerosos hechos dispares, sino que también demostró de manera convincente que las células son una estructura permanente y surgen solo a través de la reproducción de su propio tipo: "toda célula proviene de otra célula como resultado de la división, al igual que una planta es formado de una planta, y de animales animales”, es decir. descubrió la división celular.

Pregunta 3. Enumere las disposiciones actuales de la teoría celular..
En nuestro tiempo, la citología, utilizando los logros de la genética, la biología molecular y fisicoquímica, se está desarrollando muy rápidamente. Y aunque las principales disposiciones de la teoría de T. Schwann y M. Schleiden siguen siendo relevantes, los datos obtenidos permitieron comprender mejor la estructura y las funciones de la célula. En base a ellos, se formuló la teoría celular moderna. Enumeramos sus principales disposiciones:
1) una célula es una unidad de estructura, funcionamiento, reproducción y desarrollo de los organismos vivos;
2) las células de todos los organismos son similares en estructura y composición química;
3) la reproducción celular ocurre al dividir la célula madre;
4) las células de los organismos multicelulares están especializadas: realizan diferentes funciones y forman tejidos.

Pregunta 4. Describe la importancia de la teoría celular para el desarrollo de la biología.
Según los filósofos que estudiaron la historia de la ciencia (por ejemplo, Friedrich Engels), la teoría celular es uno de los mayores descubrimientos del siglo XIX. Ella jugó un papel muy importante en el desarrollo no solo de la biología, sino también de las ciencias naturales en general. Los protozoos, bacterias, muchos hongos y algas son células que existen separadamente unas de otras. El cuerpo de todos los organismos multicelulares -plantas, hongos y animales- está formado por más o menos células, que son las estructuras elementales que componen un organismo complejo. Independientemente de si una célula es un sistema vivo integral o una parte de él, tiene un conjunto de características y propiedades comunes a todas las células.
La teoría celular por primera vez apuntó inequívocamente a la unidad del mundo vivo. Con su aparición, desapareció la brecha entre el reino animal y el reino vegetal. Sobre la base de la teoría celular a mediados del siglo XIX. Surgió la citología, una ciencia que estudia la estructura y las funciones de la célula.
Piense para qué representantes del mundo orgánico coinciden los conceptos de "célula" y "organismo".
Una célula es la unidad básica estructural, funcional y genética de la organización de los seres vivos, un sistema vivo elemental. Una célula puede existir como un organismo separado.
Los conceptos de "célula" y "organismo" coinciden en el caso cuando hablamos de organismos unicelulares. Estos incluyen procariotas, o no nucleares (en particular, bacterias), y de eucariotas, o nucleares, las más simples (como ciliados, chlamydomonas, euglena verde). Su cuerpo consta de una célula, que implementa todas las funciones del cuerpo: metabolismo, irritabilidad, reproducción, movimiento. Varios orgánulos contribuyen a estas funciones, incluyendo proposito especial(por ejemplo, los flagelos y los cilios proporcionan movimiento). Los organismos unicelulares a menudo pueden formar grupos: colonias. Sin embargo, el concepto de "organismo multicelular" sigue siendo inaplicable a una colonia, ya que sus células constituyentes tienen el mismo tipo de estructura (no se subdividen en tejidos), interactúan débilmente entre sí y, al estar aisladas de la colonia, continúan existir independientemente y multiplicarse sin ningún problema.

Pregunta 1. Cuéntanos sobre la historia del descubrimiento de la célula.

El descubrimiento de la estructura celular de los organismos vivos fue posible gracias a la aparición del microscopio, inventado en 1590 por Zachary Jansen.

La importancia del microscopio para estudiar la estructura de secciones de objetos vegetales y animales fue apreciada por primera vez por el físico y botánico inglés Robert Hooke. En 1665, en secciones de corcho, descubrió estructuras parecidas a panales de abejas, y las llamó celdas o celdas. Sin embargo, Hooke se equivocó al creer que las células están vacías y que la materia viva son las paredes celulares.

El naturalista holandés Anthony van Leeuwenhoek en la segunda mitad del siglo XVII. Perfeccionó el microscopio y fue el primero en ver células vivas. Observó y dibujó una serie de protozoos, espermatozoides, bacterias, glóbulos rojos e incluso su movimiento en los capilares (ver también la respuesta a la pregunta 3 a 1.1).

Pregunta 2. ¿Por quién y cuándo se formuló por primera vez la teoría celular?

En los siglos XVII-XVIII. la cuestión de si las células son parte de todos los organismos vegetales y animales permaneció abierta. Sobre él en 1838-1839. finalmente respondieron los científicos alemanes, el botánico Matthias Schleiden y el zoólogo Theodor Schwann. Analizaron todo el conocimiento sobre la estructura celular de la vida silvestre que existía en ese momento y formularon una teoría celular. Esta teoría postulaba que todos los organismos vegetales y animales están compuestos de las partes más simples: células. Al mismo tiempo, cada celda dentro de ciertos límites es una especie de todo independiente. Al mismo tiempo, dentro del cuerpo, todas las células actúan juntas, formando una unidad armoniosa. Sin embargo, Schleiden y Schwann se equivocaron al creer que las nuevas células se forman a partir de materia no celular. Esta suposición fue refutada por el científico alemán Rudolf Virchow, quien demostró que cada célula proviene de otra célula.

Pregunta 3. Enumere las disposiciones actuales de la teoría celular.

En nuestro tiempo, la citología, utilizando los logros de la genética, la biología molecular y fisicoquímica, se está desarrollando muy rápidamente. Y aunque las principales disposiciones de la teoría de T. Schwann y M. Schleiden siguen siendo relevantes, los datos obtenidos permitieron comprender mejor la estructura y las funciones de la célula. En base a ellos, se formuló la teoría celular moderna. Enumeramos sus principales disposiciones:

Pregunta 5. Piense para qué representantes del mundo orgánico coinciden los conceptos de "célula" y "organismo".

Los conceptos de "célula" y "organismo" coinciden en el caso cuando hablamos de organismos unicelulares. Estos incluyen procariotas, o no nucleares (en particular, bacterias), y de eucariotas, o nucleares, las más simples (como ciliados, chlamydomonas, euglena verde). Su cuerpo consta de una célula, que implementa todas las funciones del cuerpo: metabolismo, irritabilidad, reproducción, movimiento. Estas funciones son facilitadas por una variedad de orgánulos, incluidos los especiales (por ejemplo, los flagelos y los cilios proporcionan movimiento). Los organismos unicelulares a menudo pueden formar grupos: colonias. Sin embargo, el concepto de "organismo multicelular" sigue siendo inaplicable a una colonia, ya que sus células constituyentes tienen el mismo tipo de estructura (no están divididas en tejidos), interactúan débilmente entre sí y, al estar aisladas de la colonia, continúan existir y multiplicarse independientemente sin ningún problema.

La primera persona que vio células fue un científico inglés. Robert Hooke(conocido por nosotros gracias a la ley de Hooke). EN 1665 tratando de averiguar por qué bosque de tapón nada tan bien, Hooke comenzó a examinar secciones delgadas de corcho con la ayuda de un microscopio. Descubrió que el corcho estaba dividido en muchas celdas diminutas, lo que le recordaba a las celdas monásticas, y llamó a estas celdas celdas (en inglés, celda significa "celda, celda, celda"). EN 1675 medico italiano M. Malpighi, y en 1682- botánico inglés N. Gru Confirmó la estructura celular de las plantas. Comenzaron a hablar de la célula como una "burbuja llena de jugo nutritivo". EN 1674 maestro holandés Anthony van Leeuwenhoek(Antón van Leeuwenhoek, 1632 -1723 ) usando un microscopio por primera vez vi "animales" en una gota de agua - organismos vivos en movimiento ( ciliados, ameba, bacterias). Leeuwenhoek también observó células animales por primera vez - eritrocitos Y espermatozoide. Así, a principios del siglo XVIII, los científicos sabían que bajo un gran aumento en la planta tenía una estructura celular, y vio algunos organismos, que luego recibieron el nombre de unicelular. EN 1802 -1808 años explorador francés Charles François Mirbel Estableció que todas las plantas consisten en tejidos formados por células. JB Lamarck en 1809. Diseccionado la idea de Mirbel sobre la estructura celular y los organismos animales. En 1825 un científico checo J. Purkyne descubrió el núcleo del óvulo de las aves, y en 1839 acuñar el termino protoplasma". En 1831 un botánico inglés R. Brown describió por primera vez el núcleo de una célula vegetal, y en 1833 Descubrí que el núcleo es un organido obligatorio de las células vegetales. Desde entonces, lo principal en la organización de las células no es la membrana, sino el contenido. teoría celular los edificios de los organismos se formaron en 1839 zoólogo alemán T.Schwannom Y M. Schleiden e incluyó tres disposiciones. En 1858 Rodolfo Virchow Lo completé otra posición, pero en sus ideas hubo una serie de errores: así, asumió que las células están mal conectadas entre sí y hay cada "en sí mismo". Solo más tarde fue posible probar la integridad del sistema celular. EN 1878. científicos rusos I. D. Chistyakov abierto mitosis en células vegetales; en 1878. W. Flemming y PI Peremezhko descubren la mitosis en animales. EN 1882 V. Flemming observa la meiosis en células animales y en 1888 E Strasburger - en vegetal.

18. teoría celular- Uno de los más reconocidos. biológico generalizaciones que aprueban la unidad del principio de estructura y desarrollo del mundo plantas, animales y otros organismos vivos estructura celular, en el que la célula es considerada como un elemento estructural común de los organismos vivos.

19.Disposiciones básicas de la teoría celular

La teoría celular moderna incluye las siguientes disposiciones principales:

No. 1 Una célula es una unidad de estructura, actividad de vida, crecimiento y desarrollo de organismos vivos, no hay vida fuera de la célula;.

No. 2 de la célula: un solo sistema que consiste en una variedad de elementos relacionados naturalmente entre sí, que es cierta educación holística;

No. 3 Las células de todos los organismos son similares en su composición química, estructura y funciones;

№4 nuevas células se forman solo como resultado de la división de las células iniciales;

№5 Las células de los organismos multicelulares forman tejidos, los órganos de los tejidos. La vida del cuerpo como un todo se debe a la interacción de los componentes celulares;

№6 Las células de los organismos multicelulares tienen un conjunto completo de genes, pero difieren entre sí en que tienen diferentes grupos de genes, lo que da como resultado la diversidad morfológica y funcional de las células: la diferenciación.

Desarrollo de la teoría celular en la segunda mitad del siglo XIX.

A partir del siglo 1840, la doctrina de la celda resulta ser el foco de toda la biología y está creciendo rápidamente, convirtiéndose en una rama independiente de la citología de la ciencia.

Para el desarrollo posterior de la teoría celular, su extensión a protistas (protozoos), que se reconoció como células de vida libre, fue esencial (Siebold, 1848).

En este momento, la idea de la composición de la célula cambia. Se aclara la importancia secundaria de la membrana celular, que antes se reconocía como la parte más esencial de la célula, y se destaca la importancia del protoplasma (citoplasma) y del núcleo celular (Mol, Cohn, LS Tsenkovsky, Leydig, Huxley). en primer plano, que encontró su expresión en la definición de célula dada por M. Schulze en 1861:

Una célula es una masa de protoplasma con un núcleo contenido en su interior.

En 1861, Brucco presenta una teoría sobre la estructura compleja de la célula, que define como un “organismo elemental”, aclara la teoría de la formación de células a partir de una sustancia sin estructura (citoblastema) desarrollada posteriormente por Schleiden y Schwann. Se descubrió que el método de formación de nuevas células es la división celular, que Mole estudió por primera vez en algas filamentosas. En la refutación de la teoría del citoblastema en materiales botánicos, los estudios de Negeli y N. I. Zhele desempeñaron un papel importante.

La división de células de tejido en animales se abrió en 1841 por observación. Resultó que la fragmentación de blastómeros es una serie de divisiones sucesivas (Bishtyuf, N. A. Kelliker). La idea de la propagación universal de la división celular como una forma de formar nuevas células está fijada por R. Virchow en forma de un aforismo:

"Omnis cellula ex cellula". Cada celda de una celda.

En el desarrollo de la teoría celular en el siglo XIX surgen agudas contradicciones que reflejan la naturaleza dual de la teoría celular que se desarrolló en el marco de una concepción mecanicista de la naturaleza. Ya en Schwann se intenta considerar al organismo como una suma de células. Esta tendencia se desarrolla especialmente en "Patología celular" de Virchow (1858).

El trabajo de Virchow tuvo un impacto ambiguo en el desarrollo de la ciencia celular:

Extendió la teoría celular al campo de la patología, que contribuyó al reconocimiento de la universalidad de la doctrina celular. Las obras de Virchow consolidaron el rechazo de la teoría del citoblastema de Schwann y Schwann, llamaron la atención al protoplasma y el núcleo, reconocidos como las partes más esenciales de la célula.

Virchow dirigió el desarrollo de la teoría celular a lo largo del camino de una interpretación puramente mecánica del organismo.

Virchow levantó las células al nivel de un ser independiente, como resultado de lo cual el organismo se consideró como un todo, sino simplemente como una suma de células.

XXsiglo

A partir de la segunda mitad del siglo XIX, la teoría celular adquirió un carácter cada vez más metafísico, reforzado por la Fisiología Celular de Verworn, quien consideraba cualquier proceso fisiológico que ocurría en el organismo como una simple suma de las manifestaciones fisiológicas de las células individuales. Al final de esta línea de desarrollo de la teoría celular, apareció la teoría mecanicista del "estado celular", que fue apoyado por Haeckel, entre otros. Según esta teoría, el cuerpo se compara con el estado y sus células, con los ciudadanos. Tal teoría contradecía el principio de la integridad del organismo.

La dirección mecanicista en el desarrollo de la teoría celular ha sido duramente criticada. En 1860, I. M. Sechenov criticó la idea de célula de Virchow. Posteriormente, la teoría celular fue objeto de valoraciones críticas por parte de otros autores. Las objeciones más serias y fundamentales fueron hechas por Hertwig, A. G. Gurvich (1904), M. Heidenhain (1907), y Dobell (1911). El histólogo checo Studnička (1929, 1934) hizo una extensa crítica de la teoría celular.

En la década de 1950, un biólogo soviético O. B. Lepeshinskaya, basándose en los datos de su investigación, presentó una "nueva teoría celular" en oposición al "virchovianismo". Se basó en la idea de que en la ontogénesis las células pueden desarrollarse a partir de alguna sustancia viva no celular. Una verificación crítica de los hechos puestos por O. B. Lepeshinskaya y sus adherentes, ya que la base de la teoría presentada por ella no confirmó los datos sobre el desarrollo de los núcleos celulares de una "sustancia viva" libre de nucleares.

teoría celular moderna

La teoría celular moderna se produce del hecho de que la estructura celular es la forma más importante de la vida inherente a todos los organismos vivos, excepto virus. La mejora de la estructura celular fue la dirección principal del desarrollo evolutivo en plantas y animales, y la estructura celular se mantuvo firmemente en la mayoría de los organismos modernos.

Al mismo tiempo, se deben reevaluar las disposiciones dogmáticas y metodológicamente incorrectas de la teoría celular:

La estructura celular es la principal, pero no la única forma de existencia de la vida. Los virus pueden considerarse formas de vida no celulares. Verdadero, signos de vida (metabolismo, la capacidad de reproducirse, etc.), solo exhiben dentro de las células, fuera de las células, el virus es un producto químico complejo. Según la mayoría de los científicos, en su origen, los virus están asociados con la célula, son parte de su material genético, los genes "salvajes".

Resultó que hay dos tipos de células: procariotas (células de bacterias y arquebacterias), que no tienen un núcleo delimitado por membranas y eucariotas (células de plantas, animales, hongos y protistas), teniendo un núcleo rodeado por un doble membrana con poros nucleares. Hay muchas otras diferencias entre las células procariotas y eucariotas. La mayoría de los prokaryotes no tienen orgánulos de membrana interna, mientras que la mayoría de los eucariotas tienen mitocondrias y cloroplastos. Según la teoría de la simbiogénesis, estos orgánulos semi-autónomos son los descendientes de las células bacterianas. Por lo tanto, una célula eucariótica es un sistema de un nivel más alto de organización; no se puede considerar completamente homóloga a una célula bacteriana (una célula bacteriana es homóloga a una mitocondria de una célula humana). La homología de todas las células, por lo tanto, se redujo a la presencia de una membrana externa cerrada a partir de una doble capa de fosfolípidos (en las arqueobacterias tiene una composición química diferente a la de otros grupos de organismos), ribosomas y cromosomas - material hereditario en forma de moléculas de ADN que forman un complejo con proteínas. Esto, por supuesto, no niega el origen común de todas las células, que se confirma por los puntos en común de su composición química.

La teoría celular consideró el organismo como una suma de células, y disolvió las manifestaciones de la vida del organismo en la suma de las manifestaciones de la vida de sus células constitutivas. Esto desconoció la integridad del organismo, los patrones del todo fueron reemplazados por la suma de las partes.

Teniendo en cuenta la célula como un elemento estructural universal, la teoría celular consideró células de tejido y gametos, protistas y blastómeros como estructuras completamente homólogas. La aplicabilidad del concepto de una célula a protistas es un tema discutible de la ciencia celular en el sentido de que muchas células multinucleadas complejas de protistas pueden considerarse como estructuras supracelulares. En células tisulares, células germinales, protistas, se manifiesta una organización celular común, expresada en el aislamiento morfológico del carioplasma en forma de núcleo, sin embargo, estas estructuras no pueden considerarse cualitativamente equivalentes, tomando todas sus características específicas más allá del concepto de " célula". En particular, los gametos de animales o plantas no son solo células de un organismo multicelular, sino una generación especial haploidea de su ciclo de vida, que tiene características genéticas, morfológicas y, a veces, y, a veces, está sujeta a una acción independiente. seleccion natural. Al mismo tiempo, casi todas las células eucariotas, sin duda, tienen un origen común y un conjunto de estructuras homólogas: elementos del citoesqueleto, ribosomas del tipo eucariótico, etc.

La teoría celular dogmática ignoró la especificidad de las estructuras no celulares en el cuerpo o incluso las reconoció, como lo hizo Virchow, como inanimado. De hecho, además de las células, el cuerpo tiene estructuras supracelulares multinucleares ( sincitia, simponversa) y una sustancia intercelular desnuclearizada con capacidad de metabolismo y por lo tanto viva. Establecer la especificidad de sus manifestaciones vitales y la importancia para el organismo es la tarea de la citología moderna. Al mismo tiempo, tanto las estructuras multinucleares como la sustancia extracelular aparecen solo en las células. Syncytia y los simplass de organismos multicelulares son el producto de la fusión de las células originales, y la sustancia extracelular es el producto de su secreción, es decir,. Está formado como resultado del metabolismo celular.

El problema de la parte y el conjunto se resolvió metafísicamente por la teoría celular ortodoxa: toda la atención se transfirió a las partes del organismo: células o "organismos elementales".

La integridad del organismo es el resultado de relaciones naturales y materiales que son bastante accesibles para la investigación y la divulgación. Las células de un organismo multicelular no son individuos capaces de existir independientemente (las llamadas cultivos celulares fuera del organismo se crean artificialmente sistemas biológicos). Como regla general, solo aquellas células de organismos multicelulares que dan lugar a nuevos individuos (gametos, cygotes o esporas) y pueden considerarse como organismos separados son capaces de existencia independiente. La célula no puede ser arrancada del medio ambiente (como, de hecho, cualquier sistema vivo). Centrar toda la atención en las células individuales, inevitablemente conduce a la unificación y una comprensión mecánica del organismo como suma de partes.

Purificado del mecanismo y suplementado con nuevos datos, la teoría celular sigue siendo una de las generalizaciones biológicas más importantes.

Septiembre de 1674 Sociedad Real de Londres. Recibió un paquete con documentos en holandés. Contenían descripciones de criaturas asombrosas.

Se adjuntaron dibujos a la carta.

Los miembros de la sociedad científica inglesa son todos viejos científicos, nunca han visto algo así. Esta carta los conmocionó. Por supuesto que no creían lo que leían.

También tenían microscopios (el microscopio apareció alrededor de 1600). Sin embargo, nunca vieron "pequeños animales" descritos por el lewner.

Decidieron que este holandés degradado estaba loco.

Anthony van Leeuwenhoek no fue un científico. En realidad, al principio comerciaba con las telas. Y como cualquier comerciante en cuanto a la calidad de su producto, lo comprobó con la ayuda de una lupa.

Levenguk estaba obsesionado con las lentes y las lupas. Como resultado, se convirtió en el mejor fabricante de lentes de Europa.

Insertó las lentes más potentes de la época en su microscopio. Nadie pudo crear un microscopio más poderoso a lo largo del siglo.

La lente más pequeña pero poderosa de la época revolucionó la ciencia y abrió el camino historia celular.

Era una persona curiosa, por lo que examinaba literalmente todo a través de un microscopio. Y agua.

El escribio:

"... es simplemente maravilloso ... hasta ahora no hubo un placer mayor para mi ojo que ver miles de los animales más pequeños que se escabullen en una gota de agua ..."

Anthony Van Leeuwenhoek descubrió el Universo Microscópico.

Sin embargo, no interpretó del todo correctamente lo que vio. Decidió que estos animales microscópicos tienen corazón, músculo y otros órganos, como los animales de macromir.

Los llamó "Animálculos", animales microscópicos.

Este descubrimiento no pudo notarse: Lewengook no era conocido por nadie en el científico de la paz. Hoy se le llamaría un naturalista aficionado.

Los científicos reales reaccionaron a los registros con desconfianza y dieron instrucciones para resolver todo. En ese momento, era el principal especialista en el estudio de objetos microscópicos.

Estudiando el tejido esponjoso de las plantas, Hooke introdujo el término "celular" en biología..

Repitió los experimentos de Leeuwenhoek con un microscopio y logró ver "pequeños animales".

Los Royal Scholars tuvieron que admitir que Leeuwenhoek tenía razón.

Esto los sorprendió. El mundo Parecía tan bien que estudiaron, resultó ser mucho más complicado y sorprendente.

En 1680, Anthony Van Leeuwenhoek fue aceptada en la Sociedad Científica Real Internacional y proclamó al "descubridor de animales microscópicos", lo que confirma esto con un certificado apropiado.

La recién creada científica no se durmió en los laureles y se puso a estudiar... a sí misma. Lo primero que hizo fue rasparse los dientes y ver nuevos "Animálculos": bacterias.

Y en una gota de su propia sangre, vio unos cuerpecitos redondos y rojos, a los que llamó “Glóbulos”.

Desafortunadamente, después de eso, el desarrollo de la microbiología se suspendió durante todo un siglo...

El siguiente nombre en la historia del estudio de la célula es Roberto marrón

(sí, es él, cuyo nombre se le da al movimiento aleatorio de las partículas)

A fines del siglo XVIII, la primera mitad del siglo XIX, Robert Brown decidió mirar ya en el interior célula vegetal.

Notó que dentro de cada celda hay una formación densa.

Este fue un punto de inflexión en la historia de la ciencia.

Brown llamó a esta formación " centro”.

Además, demostró que hay núcleos en todas las células. Esta declaración fue documentada en su obra en 1830.

Más tarde, las observaciones de Brown permitirán a los científicos comprender finalmente la estructura de las células.

Sin embargo, para poder seguir estudiando las células, los científicos tuvieron que crear un microscopio más potente.

Historia del estudio de la célula. Berlina.

Encontraron algo en común todos seres vivos, tanto vegetales como animales.

"Todos los seres vivos están formados por células"

Resulta que un organismo multicelular es una "cooperación de células"

M. Schleiden y T. Schwann crearon la teoría celular

Pero no todas sus afirmaciones resultaron ser ciertas...

Estaban equivocados en el origen de las células.

Schwann y Schleiden creían que las células surgen espontáneamente y crecen como cristales de las partículas más pequeñas de la materia inanimada. Afirmaron haberlo visto suceder bajo un microscopio.

Robert Remak y Rudolf Virchow

Uno hizo toda la investigación necesaria, y el otro... recibió todos los laureles.

Remok Establecido para averiguar a dónde provienen las células. En su trabajo científico describió en detalle etapas de la division celular. Porque Estudió embriones, luego trazó todo el camino, desde dos células y una blastula a la formación de tejidos, órganos, y luego el propio organismo.

El probó que las células provienen de las células y nada más.

Virhov era un profesor anatomía. En 1855, el científico "hizo un movimiento de un caballo". Tomó todos los resultados de la investigación de Remak, los incluyó en su libro y se los apropió.

Porque era un profesor respetado, se le escuchaba.

Como no lamentable, sino en la historia del estudio de la célula sobre Virchov, todavía escribe en todos los libros de texto, y Remaku, el autor actual del descubrimiento es asignado solo un lugar modesto en las notas al pie ...

¿Qué significó este descubrimiento?

• qué toda la vida en la tierra en algún momento comenzó con una célula.

• todos los seres vivos forman un árbol genealógico

teoría celular tengo un aspecto acabado