Células procariotas y eucariotas, Guías, Proyectos, Investigaciones de Biología Celular

¡Descarga Células procariotas y eucariotas y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Biología Celular solo en Docsity! Ingeniería en Biotecnología Práctica No. 003 – Células Procariotas y Eucariotas Sebastián Atarihuana 1, Emily Cisneros 1, Viviana Pazmiño 1, Johny Peralta 1. 1Universidad de las Américas. Carrera de Ingeniería en Biotecnología. Laboratorio de Microbiología. José Queri s/n y Av. Granados. Quito – Ecuador. RESUMEN La presente investigación se enfoca en el estudio y diferenciación de células procariotas y eucariotas mediante el uso del microscopio, abordando temas como diferentes tipos de células: vegetales, las cuales conforman la epidermis de una cebolla, con su característica pared celular; animales, presentes en la mucosa bucal que constituyen parte del tejido estratificado plano, y, aquellas presentes en la sangre, que contiene eritrocitos, leucocitos y plaquetas; hongos, de los que forman parte las levaduras, en donde se destaca la Saccharomyces cerevisiae, la cual presenta una morfología ovoide; y, protozoos, como las amebas que se desarrollan en aguas ricas en materia orgánica; todas las anteriormente mencionadas son parte del dominio Eukarya. Por otro lado, en el dominio Bacteria se pueden encontrar organismos como Staphylococcus Aureus y Escherichia Coli, las cuales son distinguidas mediante la técnica de tinción Gram que se basa en la diferente constitución de su envoltura celular y la cantidad de peptidoglucano que posee. PALABRAS CLAVE: Eucariota, procariota, pared celular, tinción Gram, peptidoglucano ABSTRACT The present investigation focuses on the study and differentiation of prokaryotic and eukaryotic cells through the use of the microscope, addressing issues such as different types of cells: vegetables, which shape the epidermis of an onion, with its characteristic cell wall; animals, present in the buccal mucose that constitute part of the flat stratified tissue, and, those present in the blood, like erythrocytes, leukocytes and platelets; fungus, of which the yeasts are part, where Saccharomyces cerevisiae stands out, which has an ovoid morphology; and, protozoa, like the amoebas that develop in waters rich in organic matter; all of the aforementioned are part of the Eukarya domain. On the other hand, in the domain Bacteria can be found organisms such as Staphylococcus Aureus and Escherichia Coli, which are distinguished by the Gram staining technique that is based on the different constitution of its cell envelope and the amount of peptidoglycan it has. KEYWORDS: Eukaryotic, prokaryotic, cell wall, Gram stain, peptidoglycan 1. INTRODUCCIÓN La célula es la unidad básica y primordial para la vida, una de sus características fundamentales es la presencia de la membrana plasmática, puesto que esta tiene un papel esencial en las actividades vitales de la misma, por lo que la célula no puede existir sin ella, su tamaño varia de Ingeniería en Biotecnología 20 µm a 1500 µm debido a esto resulta imperceptible al ojo humano, para su observación y estudio se precisa de un microscopio. (Karp, 2011, p.1). Por lo que el objetivo de la presente práctica es analizar los tipos de células y las estructuras que las constituyen para contrastar las diferencias existentes. Todos los organismos se componen de una o más células y existen dos clases fundamentales: eucariotas y procariotas. Las primeras se caracterizan por una estructura más compleja con la presencia de un núcleo que contiene el material genético, además de organelos celulares dispersos en el citoplasma, los cuales cumplen un papel fundamental en las actividades de la célula; son exclusivas de organismos vegetales, protistas, hongos y animales, por los cuales está conformado en dominio Eukarya. (Ojea y Cárdenas, 2013, pp. 18-19) Vegetales, presentan pared celular en su estructura que rodea a la membrana plasmática y a su vez poseen cloroplastos que participan en el proceso de la fotosíntesis. (Pérez, 2013, pp. 53-54). Otro de sus organelos más destacados, es la vacuola cuya función recae en la morfología de la célula, puesto que el agua en su interior ejerce presión sobre las paredes celulares y aporta rigidez a la estructura. (Audesirk, 2013, p. 87). Como ejemplo, se puede mencionar a las células de la epidermis de una cebolla. Protistas, similares a las células animales por su capacidad para alimentarse por medio de pinocitosis y fagocitosis, poseen cilios, flagelos o pseudópodos que facilitan su movimiento, algunas especies tienen cloroplastos. (Ojea y Cárdenas, 2013, p. 279) Hongos, son organismos que pueden ser tanto unicelulares como pluricelulares, cuyas células se destacan por estar cubiertas de una pared celular compuesta por quitina. (Pérez, 2013, p. 53). Dentro de este grupo se encuentran las levaduras, que poseen diferentes formas como cilíndricas, ovaladas, redondas, y de igual manera una amplia variedad de colores. Son importantes dentro de diferentes procesos industriales. (Ojea y Cárdenas, 2013, p. 287). Animales, poseen organelos especiales como los centriolos que tienen un papel importante al efectuarse la división celular, así como un sistema de vacuolas más complejo que el de otras eucariotas pese a que su tamaño sea menor. (Ojea y Cárdenas, 2013, p.21). El cuerpo humano es un gran ejemplo, pues está compuesto por gran variedad de este tipo de células, como las presentes en la sangre y en el epitelio bucal. Las procariotas, células más sencillas, carecen de envoltura nuclear por lo que su ADN se encuentra disperso en el citoplasma, además poseen en su estructura una cápsula que se encuentra ubicada después de la membrana celular, dentro de este grupo se encuentran las bacterias que son los organismos más abundantes del planeta y que lo han colonizado por completo. (Pérez, 2013, pp. 49-50). Al hablar de estas últimas se puede diferenciar tres grupos en función a su pared celular y a su naturaleza: micoplasmas, carecen de pared celular, estas células pueden ser alargadas, redondeadas, irregulares y filamentosas, son conocidos como los organismos más pequeños observados mediante un microscopio óptico; bacterias Gram positivas, que pueden ser aerobias o anaerobias, entre sus formas más frecuentes se hallas cocos, similares a esferas, y bacilos, semejantes a un bastón, así mismo cuenta con una pared celular de un sola capa y muchos pueden poseer flagelos para movilizarse; y, Gram Ingeniería en Biotecnología Figura 1: Cebolla 4x Como se aprecia en la Figura 2, el corte realizado no fue lo suficientemente delgado ya que se alcanzan a divisar dos capas superpuestas de células vegetales. En esta medida es posible ver las paredes celulares, las cuales están compuestas por polisacáridos como la celulosa, que está formada por moléculas de glucosa que se unen por medio de puentes de hidrógeno para formar microfibrillas muy resistentes; hemicelulosa, es una cadena de glucosas que se unen a las microfibrillas de la celulosa, las cuales varían según el tipo de vegetal; y, pectina, trabaja como receptor para dar respuesta frente a cualquier estímulo. (Pérez y Cornejo, 2014, pp. 19- 20). Al estar estructurada de esta manera, sus funciones son brindar rigidez, soporte y protección a la célula y sus estructuras internas. (Cerezo, 2009, p. 62). Figura 2: Cebolla 10x En la micrografía presentada en la Figura 3, se evidencian distintas estructuras como núcleo, citoplasma y membrana celular. El primero, ubicado en el citoplasma y delimitado por una envoltura nuclear compleja, es uno de los organelos más grandes, que contiene el material genético, debido a esto es sencillo identificarlo con ayuda del microscopio. (Fortoul, 2013, p.50). El citoplasma contiene a los organelos, entre ellos la vacuola que destaca por su tamaño y funcionalidad en las células vegetales, aunque resulta imposible ver esta estructura sin la utilización de un microscopio más especializado como lo es el de fuerza atómica, empleado en la investigación del departamento de Biología Celular de la UNAM, para la observación de las estructuras de Allium cepa L. La membrana plasmática, la cual limita a la célula y le confiere su estructura. (Cruz, 2015, p. 47). Figura 3: Cebolla 40x 3.2. Levaduras De las dos muestras de levaduras diluidas 1:10 y 1:100, se pudo deducir lo siguiente: En las imágenes captadas a un aumento de 4x, es notoria la diferencia que existe entre las concentraciones de la levadura 1:10 y 1:100, donde la primera presenta una mayor aglomeración de células a diferencia de la segunda que es menos abundante, como lo muestra la Figura 4. Ingeniería en Biotecnología Figura 4: Dilución levadura 1:10 y 1:100 a 4x En el enfoque de 10x, mostrado en la Figura 5, una de las características que se pueden observar es la forma, puesto que en ambas muestras se observan levaduras en forma esférica y ovoide. Destacando que durante el análisis las células se encontraban en constante movimiento. Figura 5: Dilución levadura 1:10 y 1:100 a 10x Finalmente, con el lente de 40x, como muestra Figura 6, en base a su morfología y con fundamento en la investigación de Cepero y Restrepo en su libro “Biología de hongos”, se puede deducir que se trató de la levadura Saccharomyces cerevisiae, la cual se caracteriza por ser un hongo unicelular elongado u ovoide, con un tamaño aproximado de 8x10 µm. (2012, p. 174) Figura 6: Dilución levadura 1:10 a 40x 3.3.Células epiteliales de mucosa bucal En la Figura 7, enfocada con el lente 4x, se puede ver la presencia de células en la placa, mas no las estructuras de las mismas. Figura 7: Epitelio bucal 4x Para el posterior estudio de las células presentes en la muestra, se buscó enfocar con el lente de 10x el lugar donde existía mayor cantidad de estas células, como se puede observar en la Figura 8. A simple vista se pueden diferenciar estructuras de color azul por la utilización del colorante azul de metileno cuya forma no está definida. Figura 8: Epitelio bucal 10x Para finalizar empleando el lente de 40x, se pudo diferenciar las estructuras que conforman a la célula del tejido epitelial, las cuales se pudieron observar de afuera hacia adentro: membrana plasmática, citoplasma y núcleo. Estas células forman parte del tejido estratificado plano, específicamente el mucoso puesto que fue Ingeniería en Biotecnología extraído de la mejilla interna, que es una región húmeda. (Fortoul, 2013, pp. 77-80) Figura 9: Epitelio bucal 40x 3.4. Sangre En la Figura 10, con el aumento de 4x, se puede observar un numeroso conjunto de células, lo cual se debe a que la sangre está conformada por un 45% de estas, mientras que el 55% restante corresponde al plasma que está formado por 91,5% de agua, 7% de proteínas y 1,5% de solutos. (González y Trejo, 2006, p. 132). Figura 10: Sangre 4x De igual manera en la Figura 11, se observa gran cantidad de células donde prima una tonalidad rojiza, sin embargo, aún no se puede apreciar su morfología. Figura 11: Sangre 10x Al observar a través del lente objetivo de 40x, como muestra la Figura 12, se puede apreciar la primera estructura, los eritrocitos, células dispuestas en forma de disco, con un tamaño aproximado de 7,5 µm, se encuentran en abundancia en la sangre y carecen tanto de núcleo como de organelos celulares. (Fortoul, 2013, p. 154) Figura 12: Sangre 40x En la Figura 13 con el lente de mayor magnitud, se pueden diferenciar leucocitos y plaquetas, además de los eritrocitos previamente mencionados. Los primeros, también conocidos como glóbulos blancos, que son células pertenecientes al sistema inmunológico que utilizan la sangre como medio de transporte para viajar a donde sean requeridos, en este caso se presume son basófilos, debido a sus características morfológicas. Las plaquetas, de menor tamaño en contraste con los leucocitos y los eritrocitos, miden Ingeniería en Biotecnología m.bibliotecavirtual.udla.edu.ec/vis or/35395  Audesirk, T. & Audesirk, G. (2013). 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