6. Proceso de diferenciación celular

músculo lo podemos mover a voluntad, por ejemplo, los de la mano o los del pie (fig. 1.23). Existen otros dos tipos de músculos, pero éstos son involuntarios (no los podemos mover a nuestro gusto), el músculo liso y el cardiaco. El músculo liso está presente cubriendo vasos sanguíneos y algunas vísceras como el intestino. b) Sistema nervioso autónomo o visceral. Inerva el músculo liso y el cardiaco, así como las glándulas y otros órganos. Este sistema lo podemos subdividir en: • Sistema nervioso simpático. Prepara el organismo para situaciones de estrés; por ejemplo, cuando vas por la calle y de repente un gran perro te ladra a 5 cm de tu pierna. Con este estímulo saltas y corres, además aumenta tus frecuencias cardiaca y respiratoria, disminuye el movimiento del estómago, tus pupilas se contraen y a veces vomitas, todos estos efectos son involuntarios (fig. 1.24). • Sistema nervioso parasimpático. Éste permite que el organismo se tranquilice y vuelva al estado de reposo; por ejemplo, cuando te das cuenta de que el perro no era tan grande, más bien pequeño, y de que estaba detrás de la reja y no te podía alcanzar (fig. 1.25). En este caso tus frecuencias respiratoria y cardiaca disminuyen y se estabilizan, aumentan tus movimientos gástricos y tus pupilas se dilatan; de igual forma son efectos involuntarios. En todos estos procesos la protagonista es la unidad morfológica y funcional básica del sistema nervioso: la neurona.

LOS ASTROCITOS INVOLUCRADOS EN LA ESCLEROSIS LATERAL AMNIOTRÓFICA (ELA)

Los astrocitos son células gliales con diversas funciones, entre las cuales destacan el soporte mecánico de las neuronas, formación de fibras entre la sangre y las neuronas, regulación en la composición del líquido extracelular y sus niveles de iones de potasio y calcio. Sin embargo, investigadores del equipo del Dr. Serge Przedborski, de la Universidad de Columbia en Nueva York, descubrieron que el funcionamiento anormal de los astrocitos se encuentra relacionado con la esclerosis lateral amniótrófica (ELA), una enfermedad nerviosa degenerativa que gradualmente conduce a la parálisis generalizada de la persona que la padece hasta provocarle la muerte. Los astrocitos, según los estudios de estos investigadores, producen una proteína tóxica cuando presentan una mutación en el gen llamado SOD1, lo que genera la enfermedad. Los estudios actuales se han dado a la tarea de identificar esa proteína tóxica, que podrá facilitar el diseño del medicamento para la cura de la enfermedad.

Como se ha visto, diversos organismos (como el ser humano) cuentan con sistemas altamente especializados y sofisticados que les permiten interactuar con otros sistemas y el resto del mismo cuerpo, así como con su entorno. Dentro de estos sistemas se encuentran el nervioso, inmune (tratado en el próximo capítulo) y endocrino. Resulta interesante pensar que todos estos sistemas y tejidos poseen como unidad básica la célula, la cual contiene la misma cantidad y tipo de información genética (excepto las células sexuales o gametocitos, que poseen la mitad). Es entonces que nos surgen algunas preguntas; por ejemplo, ¿cómo es posible que las diferentes células de un organismo puedan contener el mismo genoma y ser tan diferentes? ¿Cuándo y cómo lograron adquirir características tan distintas y tan especializadas cada uno de los diferentes tipos de células que nos conforman?; es decir, ¿por qué una célula de músculo es tal y no se parece a una neurona o hepatocito a pesar de tener la misma información genética?

Menstruación Ovulación

Figura 1.27 Fecundación.

Figura 1.28 A partir de que el óvulo es fecundado por un espermatozoide, se producen cambios físicos para que el organismo de la mujer se adapte al embarazo. Capa endometrial del útero

Figura 1.26 Ciclo menstrual. Endometrio (revestimiento del útero) Premenstrual

Trompas de Falopio

Óvulos

Ovario Útero

Flujo menstrual Vagina Menstruación Posmenopáusico

Para tratar de entender las respuestas que la ciencia ha dado a estas y otras preguntas (enfocándonos al ser humano) es necesario comprender los procesos de diferenciación celular que se dan cuando el óvulo es fecundado.

Capas germinales y célula madre Antes de la fecundación deben ocurrir numerosos eventos como la maduración sexual, la gametogénesis, la preparación cromosómica de las células germinales (meiosis), la sincronización cíclica de la ovulación con la presencia del espermatozoide, la interacción exitosa de gametos, etcétera. El ciclo menstrual (fig. 1.26) en la especie humana comienza en la pubertad de la mujer, alrededor de los 13 años. Estos ciclos se presentan en promedio cada 28 días con algunas variaciones que pueden ser de origen fisiológico o patológico que sólo la supervisión de un especialista (ginecólogo) podrá determinar. Se puede considerar como punto de partida para el estudio de este ciclo, el comienzo de la maduración de los folículos ováricos, que darán lugar a la producción de una célula germinal viable u ovocito. Este fenómeno se da por estímulo de la hormona FSH (hormona folículo estimulante) y ocurre del día 0 a los días 10 a 14 del ciclo. Posteriormente, entre los días 10 a 14, ocurre la ovulación. En caso de estar presente el espermatozoide es muy probable que ocurra la fecundación (no en casos de fallas reproductivas como la esterilidad masculina o la femenina). En caso contrario (ausencia de espermatozoide o infertilidad), el ciclo continuará hasta el día 28, cuando comenzará a desprenderse la mucosa del útero (endometrio) que estaba preparada para recibir al óvulo fecundado y se presentará a manera de sangrado. Este periodo, conocido como menstruación, normalmente debe durar alrededor de cuatro o cinco días, en caso contrario es necesario consultar al ginecólogo. Si el óvulo (también llamado ovocito) no contacta con el espermatozoide en un lapso de 24 horas después de la ovulación, tiende a degenerarse y morir. La fecundación se lleva a cabo en una región del útero conocida como ampolla de la trompa uterina. Ahora al óvulo fecundado se le denominará cigoto (figs. 1.27 y 1.28).

Este cigoto posee alrededor una envoltura (restos de la ovulación) llamada zona pelúcida.

Cuando el óvulo es fecundado (cigoto) comienzan a darse en él una serie de divisiones mitóticas. Conservando todavía la zona pelúcida, el cigoto presentará estas células en división en su interior, las cuales reciben el nombre de blastómeras. El cigoto muestra su primera división (dos blastómeras) 30 horas después de la fecundación, a las 40 horas ya son cuatro blastómeras, tres días después, 16 células (mórula temprana). Al cuarto día ya hay una masa celular llamada mórula madura (fig. 1.29). Poco a poco se presentan nuevas divisiones y se generan nuevas células, desde el cuarto día comienza a darse una separación en el cigoto, empieza a entrar líquido a través de la zona pelúcida y se generan dos grupos celulares: la masa celular interna embrioblasto, que dará origen a los tejidos del embrión y el trofoblasto o masa celular externa del que se formará la placenta (fig. 1.30). Aproximadamente al quinto día la zona pelúcida desaparece, el líquido infiltrado al interior del cigoto llena el interior de éste y forma una cavidad llamada blastocele o cavidad del blastocisto. Ahora el cigoto cambia de nombre y se le llama blastocisto (fig. 1.30). Alrededor del sexto día el blastocisto comienza a contactar con las células epiteliales de la mucosa uterina. Hasta aquí terminaría la primera semana posterior a la ovulación. Al octavo día el trofoblasto se ha diferenciado en dos capas: el citotrofoblasto y el sincitiotrofoblasto. El citotrofoblasto es la capa interna del trofoblasto y el sincitiotrofoblasto es la capa externa que se introduce hacia el endometrio (fig. 1.31). Por su parte, el embrioblasto (masa celular interna) se diferencia en hipoblasto y epiblasto. La capa hipoblástica delimita o rodea la cavidad del blastocisto y la capa epiblástica delimitará lo que será la cavidad amniótica (fig. 1.32). En la tercera semana (después de la fecundación) comienzan a desarrollarse las capas embrionarias (ectodermo, mesodermo y endodermo), que generaran todos los tejidos del organismo. Al proceso por medio del cual se da la separación y diferenciación de

Figura 1.29 Tipos de huevo según la cantidad y distribución del vitelo.

Blastocele Trofoblasto

Masa celular interna (embrioblasto)

Figura 1.30 Blastocisto. Fuente: Sautullo, Daniel. Clonación humana non reproductiva en Corea. Tempos Novos 82, III, 2004, pp. 56-61.

Sincitiotrofoblasto

Citotrofoblasto

Trofoblasto

Figura 1.31 Trofoblasto. Fuente: Departamento de biología celular, Universidad de Barcelona.

Hipoblasto Sincitiotrofoblasto

Citotrofoblasto

Cavidad amniótica

Epiblasto

Membrana amniótica

Figura 1.32 El embrioblasto se divide en hipoblasto y epiblasto.

Figura 1.33 Gastrulación. A partir del epiblasto se desarrollarán las tres capas embrionarias. las células de estas capas se le conoce como gastrulación y se realiza a partir de células epiblásticas (fig. 1.33). Todo comienza cuando en la superficie del epiblasto aparece un surco llamado línea primitiva (fig. 1.34). Algunas células del epiblasto migran hacia la línea primitiva y entonces se desprenden (del epiblasto) para viajar hacia el hipoblasto, lo que produce la separación entre epiblasto e hipoblasto. Las células más cercanas al hipoblasto originarán la capa germinal del endodermo. Las células ubicadas entre el endodermo y el epiblasto originarán el mesodermo y las células que quedaron en el epiblasto constituirán el ectodermo.

En resumen, el epiblasto generará las tres capas geminales, ectodermo, mesodermo y endodermo, de las cuales se originarán todos los tejidos y órganos del individuo. Por ejemplo, el ectodermo cubre la notocorda (grupo de células precursoras del sistema nervioso) y epitelio de la piel, glándulas endocrinas (la hipófisis), otras glándulas como la mamaria y la sudorípara, órganos de los sentidos (epitelio sensorial del oído, nariz y ojo) y esmalte dentario. A partir del mesodermo se formará el aparato genitourinario, sistema circulatorio, bazo, corteza de glándulas suprarrenales, cartílago, músculo, hueso, serosas, etcétera. Finalmente, las células del endodermo darán origen al epitelio del tubo digestivo, hígado, páncreas, aparato respiratorio, tiroides y paratiroides, y la vejiga. Forma el parénquima de tiroides, paratiroides, hígado y páncreas.

1. Algunas células blastodérmicas ingresan formando el mesénquima primario.

Blastoporo (futuro ano).

3. Las células a los lados del arquenterón se elongan.

Figura 1.34 Gastrulación. Comienza con la formación de la línea primitiva.

Mesénquima primario

Blastoporo 2. Otras células blastodérmicas se invaginan formando el arquenterón (futuro tubo digestivo).

Mesénquima secundario

Ectoodermo

Endodermo

Arquenterón

Las principales fuentes de las células madre que los investigadores han cultivado y diferenciado para ser trasplantadas en las personas que presentan alguna de las enfermedades que así lo requieren, son los embriones en sus fases de desarrollo iniciales, la médula ósea y las células sanguíneas de la placenta obtenidas a través del cordón umbilical.

En la revista Nature Biotechnology, publicada al inicio de 2007, se divulgó que un grupo de investigadores estadounidenses, encabezado por Anthony Atala, director del Instituto de Medicina Regenerativa Wake Forest, descubrieron células troncales pluripotenciales en el líquido amniótico. Los investigadores detectaron la presencia de células madre o troncales, como también se les llama a estas células no diferenciadas, en muestras tomadas del líquido amniótico (que es donde flota el nuevo organismo durante su desarrollo), en el momento del parto, así como también durante la amniocentesis (procedimiento a que son sometidas algunas mujeres en gestación alrededor de la semana 16 de su embarazo, con el propósito de detectar en su hijo alguna alteración hereditaria). Este grupo de científicos logró diferenciar estas células troncales en diferentes tipos de células, las cuales fueron trasplantadas en ratones que presentaban daños en esos tejidos. Esta nueva fuente de las células pluripotenciales representa una mejor alternativa que las que se obtienen de los embriones, ya que este procedimiento se ha restringido en muchos países, por la polémica que ha generado el hecho de destruir el embrión en su fase de blastocisto o blastocito, aun con fines terapéuticos.

Evaluación formativa

Relaciona ambas columnas. Escribe dentro del paréntesis de la izquierda el número de la columna de la derecha que corresponda a la respuesta correcta.

( ) Resulta de la fecundación del óvulo. ( ) Son las células que resultan de las divisiones mitóticas del óvulo fecundado. ( ) Pequeña masa celular (de 16-32 células aproximadamente) que se forma después de la segmentación. ( ) Etapa del desarrollo en mamíferos que consiste en una masa celular interna y una cavidad llena de líquido. ( ) Etapa del desarrollo en que se forman las tres capas embrionarias. ( ) Capa germinal a partir de la cual se forma la notocorda y la piel. ( ) Capa germinal a partir de la cual se origina el epitelio del tubo digestivo. ( ) Masa celular externa del blastocisto que da origen a la placenta. 1. Trofoblasto 2. Blastocisto 3. Cigoto 4. Ectodermo 5. Mesodermo 6. Endodermo 7. Blastómeras 8. Capa hipoblástica 9. Gástrula 10. Mórula

Células madre

Las células del epiblasto son también conocidas como células madre embrionarias (Embrionic Stem Cell), ya que son totipotenciales; es decir, tienen la capacidad (o potencial) de desarrollar todo tipo de células, órganos y sistemas de un organismo. Las células de las capas germinales (ectodermo, mesodermo o endodermo) son llamadas células madre pluripotenciales, ya que son capaces de desarrollar muchos (pluri), aunque no todos, tipos de sistemas u órganos. Existe otro tipo de células madre llamadas órgano específicas, que se derivan de las capas germinales embrionarias y dan lugar a una línea o líneas de células. Por ejemplo, las células madre de la médula ósea pueden generar toda la serie celular sanguínea y del sistema inmune. Por tanto, se dice que estas células son multipotenciales.

Evaluación formativa

Desarrollo de tejidos animales y vegetales

Parte I. Investiga cuáles han sido los resultados sobre la utilidad médica de las células madre, menciona al menos cinco de los beneficios que han de tenerse en cuenta para aquellos que así lo requieran. Coméntalo con tus compañeros y mencionen qué pueden hacer para que en un futuro sea utilizado como medio de mejora o solución en la salud de algún familiar. Parte II. Completa las oraciones. 1. Las células madre embrionarias son Tejidos animales

NERVIOSO Al inicio de la tercera semana, la capa del ectodermo comienza a formar una zona engrosada llamada placa neural, después los bordes de esta placa se levantan y forman los pliegues neurales, los cuales se elevan más, se acercan uno con otro (como la tortilla en un taco, pero sin sobreponerse) y finalmente se fusionan para formar un tubo llamado tubo neural.

Es a partir de este tubo neural que se desarrollan tres vesículas primarias y dos flexuras, el resto del tubo (su pared) está formado por células neuroepiteliales. Las vesículas son tres: prosencéfalo, mesencéfalo y rombencéfalo (fig. 1.35):

Cuadro 1.1

__________________ , porque tienen la capacidad de desarrollar todo tipo de células que dan origen al organismo. En cambio, las células de cada una de las capas germinales, por tener la capacidad de desarrollar muchos tejidos, mas no el organismo completo, se les llama

__________________ . 2. Las células que se obtienen de la placenta pueden generar células sanguíneas, y por eso son llamadas

Desarrollo embrionario del sistema nervioso de los vertebrados.

Prosencéfalo (cerebro anterior)

Mesencéfalo (cerebro medio)

Rombencéfalo (cerebro posterior) Telencéfalo Cerebro

Diencéfalo Tálamo, glándula pineal, hipotálamo

Mesencéfalo

Metencéfalo Puente de Varolio, Cerebelo

Mielencéfalo Médula oblonga

Telencéfalo

Tercer ventrículo Acueducto cerebral

Cuarto ventrículo

Diencéfalo

Mesencéfalo Ponte 1. Prosencéfalo o cerebro anterior (de enfrente). Se subdivide en: a) Telencéfalo. Dará origen a los hemisferios cerebrales (izquierdo y derecho). El hemisferio izquierdo está relacionado con el pensamiento analítico, lógico, lenguaje, ciencia y matemáticas. Por su parte, el hemisferio derecho se relaciona con el pensamiento intuitivo, de la creatividad, con el arte y la música. b) Diencéfalo. Dará origen a la formación de los ojos, la hipófisis, el tálamo, hipotálamo y la epífisis (glándula pineal). La interacción entre el hipotálamo y la hipófisis se denomina eje talámico-hipofisiario, y es el comando central de toda la red hormonal (metabólica y sexual), ya que en este eje se producen algunas hormonas, pero más importante es que se mandan señales químicas hacia otras glándulas para que ela- boren sus hormonas.

Por su parte, la epífisis está relacionada con señales como la vigilia y el sueño, entre otras. 2. Mesencéfalo o cerebro medio. Medirá en etapa adulta aproximadamente 2 cm, y formará (junto con el bulbo raquídeo y

Figura 1.35 Regiones del encéfalo.

Bulbo Cerebelo

otros elementos) el tronco encefálico, que es la unión del encéfalo con la médula espinal. Dentro de sus funciones estarán el control de la vista y el movimiento y otros procesos sensoriales. 3. Rombencéfalo o cerebro posterior (de atrás). Se divide en dos partes: a) Metencéfalo. Dará origen a la protuberancia y al cerebelo. La protuberancia recibe señales provenientes de la vista, las cuales procesa para coordinar el movimiento de los ojos y el desplazamiento del cuerpo. Por otra parte, manda estas señales hacia el cerebelo para que esté al tanto de la coordinación psicomotriz fina y de la gruesa (tono muscular esquelético, coordinación de desplazamiento y equilibrio). Por ejemplo, para escribir, amarrarse las agujetas o comer con cubiertos se requieren funciones de coordinación fina tanto de la vista, como del equilibrio y movimiento-desplazamiento. La coordinación psicomotriz gruesa se requiere para movimientos como caminar, saltar o correr.

En caso de daño al cerebelo u otra zona del rombencéfalo (e incluso del resto del encéfalo) se produciría la incoordinación, tanto fina como gruesa. b) Mielencéfalo. Dará origen al bulbo raquídeo (antes llamado médula oblonga u oblongada), el cual se unirá a la médula espinal. Dentro de sus funciones está controlar la respiración, deglución, tos, hipo, estornudo, circulación sanguínea y frecuencia cardiaca, así como el tono muscular.

Las flexuras darán origen a la médula espinal y las células neuroepiteliales producirán el resto de las células del sistema nervioso.

Muscular

Los diferentes tipos de músculo derivan del mesodermo, el liso de la hoja esplácnica del mesodermo, el cardiaco del mesodermo esplácnico, el músculo esquelético del mesodermo paraxial. Existen excepciones a la regla y son algunos músculos pequeños como el iris, los músculos de las glándulas mamarias y sudoríparas, que derivan del ectodermo. Las células progenitoras de las musculares se encuentran agrupadas en cúmulos de células llamadas epímero e hipómero. Estas células a partir de la sexta semana (y finales de la quinta) comienzan a diferenciarse y migrar hacia los sitios que ocuparán (después de un largo proceso) como fibras musculares.

Epidérmico La piel es el órgano más grande del cuerpo, cuya extensión aproximada es de 1.6 m. Dentro de sus funciones están la de mantener la integridad estructural del organismo y su impermeabilidad. La piel posee tres capas: la epidermis (la más exterior), la dermis (inmediatamente por debajo de la epidermis) y la hipodermis (debajo de la dermis y formada por tejido adiposo). La epidermis es un tejido epitelial estratificado queratinizado; es decir, está constituida por capas de células que van desde el estrato más bajo (que es el germinativo o productor de las demás células) hasta el estrato córneo, que es el más externo y posee células muertas, rico en una proteína protectora llamada queratina. La dermis está constituida por tejido conectivo y cumple funciones de nutrir a la epidermis y de contener terminaciones nerviosas.

La hipodermis está hecha básicamente de tejido adiposo, y por ella llegan los capilares sanguíneos que suben a la dermis y nutren a la epidermis.

Figura 1.36

La epidermis proviene del ectodermo y la dermis del mesodermo. Antes de los dos meses el embrión está cubierto por una sola capa de células de origen ectodérmico. Al comenzar el segundo mes las células de estas capas comienzan a dividirse hasta formar un tejido estratificado que es la epidermis embrionaria. En el desarrollo del embrión aparece una estructura llamada cresta neuronal a partir de la cual migrarán células llamadas melanocitos que llegarán a la epidermis al tercer mes. Los melanocitos son células que en la etapa postnatal (después del nacimiento) comenzarán a sintetizar una proteína llamada melanina (fig. 1.36) que será la que dé pigmentación a la piel y la proteja de rayos ultravioleta solares. El grado de pigmentación de la piel es la causa de que haya La melanina es un pigmento que determina el color de la individuos negros, morenos, blancos, etcétera. piel; su mayor o menor concentración es la causa de las variaciones de color en los diferentes grupos étnicos. Los melanocitos están relacionados con enfermedades como vitiligo (formación de áreas blancas en la piel) y los melanomas (cáncer de piel). La piel del recién nacido está cubierta por una capa blanquecina llamada vérnix caseosa o unto sebáceo. Esta sustancia está formada por la secreción de glándulas sebáceas de la piel, así como por células epidérmicas descamadas y pelo muerto (embrionario). Su función es proteger la piel embrionaria de laceraciones y del mismo efecto abrasivo del líquido amniótico. Conectivo La dermis, como ya se mencionó, está constituida de tejido conectivo y se desarrolla a partir del mesodermo. Durante el desarrollo embrionario el mesodermo va formando varias capas (lateral, paraxial, hoja esplácnica, etc.). Es a partir de la lámina lateral del mesodermo y de unas estructuras llamadas dermatomas que surge la dermis. Al tercer y cuarto mes se originan en la dermis unas estructuras llamadas papilas dérmicas, que pueden contener un pequeño capilar o un órgano sensitivo terminal.

Evaluación formativa

Parte I. Bajo el esquema de las partes del cerebro, su composición y función de cada una, observa a una persona durante unas horas y establece una relación con las diferentes actitudes que muestra, identifícalas muy bien y explica a qué se debe y si sufre algún tipo de alteración cerebral. Parte II. Relaciona ambas columnas. Escribe dentro del paréntesis de la izquierda el número de la columna de la derecha que corresponda a la respuesta correcta.

( ) Parte del cerebro anterior que da origen a los hemisferios cerebrales. ( ) Protuberancia o vesícula primaria que entre sus funciones está el control visual y los reflejos auditivos. ( ) Parte del cerebro posterior que da origen al bulbo raquídeo. ( ) Capa germinal de la cual derivan los distintos tipos de músculos. ( ) Capa germinal a partir de la cual se forma la epidermis del embrión humano. 1. Prosencéfalo 2. Mesencéfalo 3. Rombencéfalo 4. Telencéfalo 5. Metencéfalo 6. Mielencéfalo 7. Ectodermo 8. Endodermo 9. Mesodermo

Tejidos vegetales: meristemático, epidérmico, vascular y fundamental En su proceso evolutivo, las plantas fueron desarrollando diversos tipos de tejidos, grupos de células similares especializadas en funciones específicas. Algunos de esos tejidos son los meristemáticos, epidérmicos, vasculares y fundamentales.

TEJIDO MERISTEMÁTICO Recibe el nombre de meristemo las zonas específicas donde las plantas crecen, por la división de sus células. Las células meristemáticas sólo se encuentran en las plantas vasculares y su función es hacerlas crecer. Por eso las células de este tejido se dividen permanentemente. Las células meristemáticas son pequeñas, de pared delgada y de forma poliédrica (de muchos lados), con un núcleo grande. Estos tejidos son clasificados en meristemos primarios o apicales y secundarios o laterales. Los meristemos primarios o apicales se derivan del embrión, se localizan en los extremos de las raíces y de los tallos y hacen crecer a la planta en longitud. Los meristemos secundarios o laterales se forman por división de las células de la planta al hacer que aumente de diámetro, es decir, un incremento en su grosor. Se presenta especialmente en gimnospermas y dicotiledóneas.

TEJIDO EPIDÉRMICO Este tejido forma la epidermis, capa de células continuas, que presentan estomas y cubren el cuerpo de la planta (hojas, tallos, flores, frutos, semillas y raíces). Como una adaptación en su transición del medio acuático al terrestre, las plantas desarrollaron una capa impermeable llamada cutícula que cubre su superficie área. La cutícula está conformada por cutina, un compuesto ceroso que evita la pérdida de agua y gases en la planta. A partir de las células que cubren la raíz se suelen formar los pelos radicales o tricomas, que son ramificaciones finas con funciones de absorción o sujeción. En tallos y raíces de plantas leñosas, el tejido epidérmico es sustituido por capas externas protecto- ras de células de corcho llamadas peridermis. En el interior de la raíz se forma una capa interna de células compactas llamada endodermis, en cuyas paredes llevan un refuerzo ceroso llamado banda de Caspary.

TEJIDO VASCULAR Este sistema de tejido tiene como función el transporte de sustancias nutritivas a todo el cuerpo de la planta. El tejido vascular se divide en xilema y floema. Xilema, está formado por traqueidas y elementos de los vasos, que se encargan de transportar agua y minerales (savia bruta) de las raíces a las hojas y tallos jóvenes verdes de la planta. Floema, está compuesto por células del tubo criboso y placas cribosas que conducen compuestos orgánicos, particularmente carbohidratos (savia elaborada) que la planta produce por fotosíntesis, a diferentes partes de su cuerpo.

Evaluación formativa

Parte I. Identificación de tejido vegetal. Mediante una sencilla práctica de laboratorio, identifica a través de observaciones microscópicas los tejidos de meristemos primarios, parénquima y xilema, empleando cortes finos de raíz de cebolla, de hojas delgadas y de tallos tiernos. Elabora un reporte de la práctica especificando la importancia de cada tejido observado. Parte II. Escribe en el paréntesis la respuesta correcta para cada una de estas preguntas. 1. Tejidos que hacen crecer la planta a lo largo. ( ) a) Secundarios b) Primarios c) Epidérmicos d) Vasculares 2. Tipo de tejido fundamental localizado en la mayor parte de la planta, algunos son fotosintéticos, otros almacenan nutrientes. ( ) a) Parénquima b) Colénquima c) Esclerénquima d) Endodermis 3. Es la función del xilema. ( ) a) Cubrir el cuerpo de la planta b) Sostener tallos y peciolos c) Transportar agua y minerales d) Conducir compuestos orgánicos

TEJIDO FUNDAMENTAL Es el tejido que forma la mayor parte del cuerpo de los grandes árboles y se compone de tres tipos de tejido: parénquima, colénquima y esclerénquima.

Actividad con TIC

Organizate con tu equipo de biología e investiguen en revistas de divulgación científica, por ejemplo, ¿Cómo ves?, Ciencia y desarrollo e Investigación y ciencia, entre otras, así como en Internet, información sobre la aplicación que tienen las células madre en la medicina y con ella elaboren un periódico mural, indicando los beneficios que se tienen. El parénquima se encuentra en la mayor parte de la planta, sus células son de pared delgada y con muchos lados (poliédricas). En éstas se efectúan procesos metabólicos de la planta como respiración, digestión y, en las que contienen clorofila, se realiza la fotosíntesis. Otras desempeñan la función de almacenamiento de nutrientes o procesos de secreción.

El colénquima lo forman células alargadas y poliédricas de pared gruesa, especialmente en sus aristas. Es un tejido de sostén localizado en nervaduras de las hojas o regiones alargadas como tallos jóvenes y pecíolos. El esclerénquima tiene las paredes de sus células engrosadas y endurecidas por lignina (sustancia que le confieren rigidez y resistencia), que le proporcionan al tejido la función de soporte y resistencia mecánica. Sus células se presentan como fibras y esclereidas, estas últimas llamadas también células pétreas. Las fibras de algunas plantas como las del henequén y el yute son utilizadas para fabricar cuerdas. Las esclereidas se encuentran en tallos y raíces, así como en la corteza dura de semillas y de algunos frutos.

Cultivo de tejidos y sus aplicaciones Aislar las células pluripotenciales para su cultivo en medios apropiados es una nueva técnica que ha permitido producir tejidos específicos con fines terapéuticos. Como ya se ha explicado, las primeras células que resultan de la división del óvulo fecundado reciben el nombre de células madre o troncales totipotenciales, porque tienen la capacidad de formar un organismo humano completo. Las que se producen en etapa posterior ya no tienen la capacidad de formar al individuo completo, sin embargo, generan cualquier tipo de célula. A estas células se les llama pluripotenciales. Además, los órganos y tejidos con los que se nace, conservan cierta dotación de células llamadas multipotenciales, que sirven para restaurar los posibles daños en dichos órganos y tejidos. Los investigadores están empleando las células troncales sanguíneas, obtenidas de la médula ósea o de la placenta, tomadas del cordón umbilical y últimamente también del líquido amniótico (en el cual flota el embrión durante su desarrollo), para cultivarlas y por medio de una diferenciación (especialización) dirigida obtener el tejido deseado para su trasplante en casos de enfermedades como la leucemia, en la que se presenta una acumulación de leucocitos (glóbulos blancos) y una baja concentración de eritrocitos (glóbulos rojos) y plaquetas en la sangre.

Parte I

Contesta en forma breve estas preguntas.

1. ¿Por qué se afirma que en un inicio los estudios biológicos fueron descriptivos?

2. ¿Cuáles fueron las ciencias que apoyaron el desarrollo de la biología molecular?

3. ¿Por qué fue importante el redescubrimiento del artículo de Gregor Mendel en 1900?

4. ¿Por qué fueron importantes los análisis químicos de Avery, MacLeod y McCarty sobre las transformaciones bacterianas observadas por Griffith?

5. ¿Qué importancia tuvo la aportación de James D. Watson y Francis Crick al desarrollo de la genética molecular?

Parte II

Escoge la opción correcta y anótala en el paréntesis.

1. Sus principios se basaron en los mecanismos de la herencia, experimentados con plantas de chícharo. ( )

a) Gregor Mendel b) Walter S. Sutton c) Thomas H. Morgan d) Alexander Fleming

2. Al comprobar que los genes que determinan el color de los ojos de las Drosophila se localizan en los cromosomas X descubre los caracteres ligados al sexo. ( )

a) Hugo de Vries b) Carl Correns c) Walter Sutton d) Thomas Morgan

3. Bacteriólogo escocés que en forma accidental descubrió la acción bactericida del hongo Penicillium. ( )

a) Frederick Griffith b) Alexander Fleming c) Nettie M. Stevens d) Ivan Pavlov

4. Su aportación al desarrollo de la biología fue su teoría sobre el origen abiótico de la vida. ( )

a) Alexander Fleming b) Alexander I. Oparin c) Edmund B. Wilson d) Oswald T. Avery

5. Era la razón por la que las bacterias no patógenas (R) se transformaban en virulentas (S), según los experimentos de Griffith. ( )

a) Porque incrementaban su población c) Porque se volvieron más selectivos

b) Por el material genético de las bacterias S muertas d) Porque adquirieron nuevas proteínas

6. Descubrieron que un gen codificaba la producción de una determinada enzima. ( )

a) Beadle y Tatum b) Hershey y Chase c) Avery y McLeod d) Wilson y Stevens

7. Técnica aplicada por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins que reveló los giros en forma de hélice del ADN. ( )

a) De fijación c) De inclusión y tinción

b) De difracción de rayos X d) De coloraciones vitales

8. Es una doble cadena de nucleótidos en forma de hélice. ( )

a) El ARN b) El ADN c) El ATP d) El ADP

9. Proceso cuyo descubrimiento superó el dogma central de la biología molecular.

a) La replicación por autocopia del ADN

b) La transcripción de los genes a ARNm tomando como molde el ADN

c) Síntesis de ADN dirigida por ARN en retrovirus

d) La traducción a proteínas por el ARNt en los ribosomas

10. Programa de investigación que tiene como propósito descifrar la secuencia de nucleótidos del ADN de los genes humanos, la ubicación de éstos y su funcionamiento. ( )

a) Proyecto genoma humano

b) La tecnología del ADN recombinante c) Sobre la biotecnología

d) Sobre la clonación de humanos

Parte III

Relaciona ambas columnas, escribiendo en cada paréntesis el número de la respuesta correcta.

( ) A las pequeñas cavidades de cortes de corcho que observó le llamó células.

( ) Comerciante danés que con una lupa observó por primera vez bacterias, protistas y espermatozoides.

( ) Tipo de microscopio formado esencialmente de un tubo con dos sistemas de lentes: ocular y objetivo.

( ) Es la calidad óptica en la que se distinguen dos puntos cercanos como imágenes separadas

( ) Es el tipo de microscopio que se emplea en trabajos de disección

( ) Tipo de microscopio que utiliza la interferencia entre ondas de luz para observar los movimientos de las estructuras internas de las células vivas

( ) Microscopio con un poder de resolución muy superior al del microscopio óptico y que se emplea para observar sólo muestras fijas y teñidas

( ) Teoría que propuso que la célula es la unidad estructural y funcional de los organismos, que se forma a partir de otra célula existente

( ) Técnicas que se emplean para teñir las estructuras de las células vivas

( ) Paso del método científico en el que la hipótesis se somete a prueba 1. Coloraciones vitales

2. Amplificación

3. Poder de resolución

4. Anton van Leeuwenhoek

5. Robert Hooke

6. Estereoscópico 7. Óptico

8. Electrónico

9. De contraste de fase

10. Celular

11. De campo oscuro

12. De coloración post mórtem 13. Planteamiento del problema

14. Experimentación

Parte IV

Contesta brevemente:

1. Describe la estructura de la membrana plasmática, según el modelo del mosaico fluido.

2. Define el transporte por ósmosis.

3. ¿Qué diferencias hay entre la difusión y la difusión facilitada?

4. ¿Qué diferencias hay entre transporte pasivo y transporte activo?

Parte V

Selecciona la opción que consideres correcta y anótala en el paréntesis.

1. Proceso que se genera cuando la proteína receptora de la membrana de la célula blanco recibe una molécula hormonal. ( )

a) Inhibe toda reacción química en la célula c) Destruye la membrana celular

b) Desencadena las reacciones químicas en la célula d) Protege las estructuras internas de la célula

2. Sistema nervioso formado por el encéfalo y la médula espinal.

a) Periférico b) Central c) Somático

3. Es la prolongación de la neurona encargada de transmitir el impulso nervioso hacia otra neurona

a) Soma b) Pericarion c) Dendritas d) Autónomo

d) Axón

4. Producen la vaina de mielina que funciona como aislante de los axones en el sistema nervioso periférico.

a) Dendritas b) Terminales sinápticas c) Células de Schwann d) Astrocitos

5. Se desarrolla cuando existe exceso de iones positivos fuera de la membrana plasmática y exceso de iones negativos dentro. ( )

a) Potencial de reposo b) Potencial de equilibrio c) Despolarización d) Repolarización

6. Es el cambio transitorio en el potencial eléctrico a través de la membrana de la neurona durante un impulso nervioso. ( )

a) Potencial de reposo b) Potencial de acción c) Potencial eléctrico d) Potencial osmótico

7. Es el contacto que se establece entre las neuronas para transmitir el impulso nervioso.

a) Hiperpolarización b) Despolarización c) Sinapsis

8. Moléculas que sirven para la transmisión del impulso nervioso entre la neurona y la célula efectora. d) Excitación

a) Neurotransmisores b) ATP

c) ADP d) Neuropéptidos

9. Principal neurotransmisor, participa en sinapsis neuromuscular voluntarias y en sistema nervioso autónomo. ( )

a) Acetilcolina b) Dopamina c) Noradrenalina d) Adrenalina

Parte VI

Relaciona ambas columnas. Escribe en el paréntesis de la izquierda el número que corresponda.

( ) Célula diploide que resulta de la unión de gametos haploides en la reproducción sexual.

( ) Nombre del embrión en su fase de una masa de 16 a 32 blastómeros.

( ) Fase del embrión en mamíferos, en la que adquiere la forma de una esfera con una masa celular interna y una cavidad llena de líquido.

( ) Capa celular externa del blastocisto tardío que da origen al corion, a partir del cual se forma la placenta.

( ) Fase del desarrollo embrionario en la que por diferenciación celular se forman las tres capas embrionarias.

( ) Capa embrionaria que da origen a la piel y al sistema nervioso.

( ) Nombre que reciben las células embrionarias por su capacidad de dar origen a todo el organismo.

( ) Estructura embrionaria que desarrolla tres protuberancias o vesículas primarias que dan origen al sistema nervioso central.

( ) Subdivisión del prosencéfalo que da origen al cerebro y los bulbos olfatorios.

( ) Es una de las fuentes de las células sanguíneas que se trasplantan en casos de leucemia. 1. Mórula

2. Blastocisto

3. Gástrula

4. Cigoto

5. Trofoblasto

6. Ectodermo

7. Endodermo

8. Totipotenciales

9. Multipotenciales

10. Tubo neuronal

11. Diencéfalo

12. Telencéfalo

13. Placenta

Parte VII

Completa estas expresiones escribiendo la palabra o palabras que faltan:

Los meristemos apicales hacen crecer la planta __________________ , en cambio, los __________________ hacen que aumente de diámetro.

El tejido formado por capa de células que cubre el cuerpo de la planta es __________________ , el que está formado por traqueidas y elementos de los vasos, encargados de transportar la savia bruta es __________________ . El tejido con células de paredes endurecidas por lignina que les dan la función de soporte y resistencia mecánica es __________________ .

PASOS PARA HACER UN PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS

1. En una computadora crea una carpeta con el título de Temas Selectos de Biología.

2. Dentro de la carpeta crea otra con tu nombre y el Bloque 1.

3. Dentro de la carpeta Bloque 1 guarda las evidencias que te indique tu profesor.

4. Cuando tu profesor te lo indique le envías por correo electrónico los archivos.

Si no tienes computadora, consíguete una carpeta tamaño carta, ponle una etiqueta con el nombre de Temas Selectos de Biología, tu nombre y grupo. En ella vas a guardar los resultados de tu investigación, tus resúmenes, los cuestionarios y las respuestas correspondientes; todo ese material debes clasificarlo por el bloque y tema que correspondan. Preséntaselo a tu profesor cuando te lo solicite.