“AÑO DE LA INVERSIÓN PARA EL DESARROLLO RURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIA”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA AMAZONIA PERUANA

FACULTAD DE AGRONOMÍA

ESCUELA DE GESTIÓN AMBIENTAL

TRABAJO MONOGRAFICO

TITULO: HISTORIA DE LA CITOLOGIA

PRESENTADO POR:

Del Águila Ojanama Wagner

CURSO: Zoología general

DOCENTE A CARGO: Ing. Aldi Guerra Teixeira

SEMESTRE: I-2013

NIVEL: 2

FECHA DE ENTREGA: 6 de mayo del 2013

2013IQUITOS-PERU

Este trabajo está dedicadoa todas las personas me apoyaron

en la elaboración de este trabajo monográfico,que con sus conocimientos incentivaron

constantemente a salir cada día adelante,siempre con una mirada triunfadora

dispuestos a concretar nuestras metas.

AGRADECIMIENTOS

La publicación de este trabajo, se logró gracias a la ayuda desinteresada de un selecto grupo de personas que me apoyaron con los conocimientos y materiales necesarios para elaborar y finalizar este trabajo monográfico.

Deseo hacer público mi agradecimiento a la Ing. Aldi Guerra Teixeira, por ser la principal impulsora de este trabajo, y de este modo incentivarnos a la investigación de aquellas ciencias que son importantes y cuyos aportes de grandes científicos hicieron posible que en la actualidad podamos estudiar de manera más precisa todo lo existente en la vida.

INTRODUCCION

Hasta hace relativamente poco tiempo (300 años), la ciencia no se basaba en la observación, pero se sabía que el hombre (Aristóteles) estaba formado por partes pequeñas que componían un todo, pero no se conocían debido a la falta de avances técnicos y al marco filosófico.

Pero con el pasar de los años, los avances tecnológicos fueron permitiendo la aparición de nuevos descubrimientos y es así como en el siglo XVII aparece la Citología como ciencia debido a la creación del primer microscopio que le permitió a ROBERT HOOKE observar por primera vez lo que hoy conocemos por célula, término acuñado por él, ya que las células que el observo se parecían a celdas de un panel de abeja.

Con el pasar de los años los avances tecnológicos permitieron a nuevos investigadores como Antonio Van Leewenhoeck, Robert Brown, Wilhem Waldeyer, entre otros aportar nuevos conocimientos a la nueva ciencia que había surgido en ese siglo como el descubrimiento del núcleo de la célula o los cromosomas.

Pero tuvieron que pasar casi dos siglos para que los biólogos dieran la importancia que se merece al contenido de esas celdillas. En el siglo XIX, el concepto de célula experimenta una considerable variación: la célula ya no es la estructura poliédrica de Hooke, sino lo que hay en su interior. Es más, muchas células carecen de esa pared y no por eso dejan de ser células. Pero el hecho fundamental del siglo XIX es el establecimiento de la teoría celular, que afirma y reconoce la célula como la unidad básica de estructura y función de todos los seres vivos. Es decir, a pesar de la diferente diversidad de formas, tamaños y funciones de los seres vivos, en todos hay un fondo común elemental: la célula.

En la actualidad, en pleno siglo XX disfrutamos de grandes avances técnicos, pero debemos agradecer todos los aportes realizados por grandes científicos a lo largo de la historia cuyos descubrimientos permitieron que esta ciencia se desarrollase de manera prospera y productiva.

INDICE

DedicatoriaAgradecimientosIntroducción

I. Desarrollo teoricoI.1.Citologia.I.2.Cronología de la historia de la citologia.I.2.1. Creación del microscopio.I.2.2. La celula.I.2.3. Los protozoarios.I.2.4. Nucleo celular.I.2.5. Protoplasma.I.2.6. Teoría celular.I.2.7. Cromosomas y mitosis.I.2.8. Microscopio electrónico.I.2.9. ADN: modelo de doble hélice.

I.3. Métodos citológicos utilizados en el pasado y en la actualidad.

II. CONCLUSION.III. BIBLIOGRAFIA.

ANEXOS.

I. Desarrollo teórico

I.1. Citología

La citología o biología celular es la rama de la biología que estudia las células en lo que concierne a su estructura, sus funciones y su importancia en la complejidad de los seres vivos. Citología viene del griego κύτος (célula). Con la invención del microscopio óptico fue posible observar estructuras nunca antes vistas por el hombre: las células. Esas estructuras se estudiaron más detalladamente con el empleo de técnicas de tinción, de citoquímica y con la ayuda fundamental del microscopio electrónico.La biología celular se centra en la comprensión del funcionamiento de los sistemas celulares, de cómo estas células se regulan y la comprensión de su funcionamiento. Una disciplina afín es la biología molecular.

I.2. Cronología de la historia de la citología

La citología surge como ciencia en el siglo XVII gracias a la invención del microscopio que permitió observar por primera vez a la célula y con el pasar de los años se comenzaron a hacer nuevos aportes a esta.

I.2.1. Creación del microscopio

1590. Hans y Zacarías Janssen. Primer microscopio

Uso de lentes para aumentar el tamaño de las cosas. El primero que utilizó las lentes correctamente fue el holandés ANTON VAN LEEWUENHOEK quien consiguió aumentos de hasta 250x. Esto dio lugar a que fuera el precursor de los conocimientos citológicos. Es el primero que realiza observaciones microscópicas racionales, realizó observaciones de todo tipo y sus descripciones de: glóbulos rojos, espermatozoides,... Pero no sabía cuáles eran los componentes básicos de la materia viva, eran simplemente observaciones.

Zacharias Janssen (La Haya, 1588 - Ámsterdam, 1628 o 1631) era hijo de un fabricante de lentes de nombre Hans, Jan, Johan o Johannides, que falleció cuando Zacharias contaba cuatro años de edad. Su madre lo instruyó en las tareas del taller familiar, que el joven dirigió hasta 1624. En 1592 habían aparecido las primeras ilustraciones de insectos aumentados con este aparato, obra del dibujante flamenco Joris Hoefnagel, cuando Zacharias contaba únicamente cuatro años de edad, con lo que se supone que el invento ya existía, probablemente hecho por el padre, que presentaba el

objeto como atracción de ferias. Se cita que tal vez Zacharias en el año 1595 con la ayuda de su padre construyó el primer microscopio (con 7 años), su padre habría muerto en 1592,  el origen del microscopio es una cuestión aún incierta. El reconocimiento por dicho invento generalmente se le otorga a Zacharias Janssen en Middelburg, en los Países Bajos, pero dado que Zacharias era muy joven en aquella época, es posible que Hans Lippershey fabricase el primero, aunque el joven Zacharias habría asumió el control la producción. 

I.2.2. La célula

1665. Robert Hooke. Propone el término “Cell”=“Célula”

Robert Hooke (físico, metereólogo, biólogo, ingeniero, arquitecto) descubrió las células observando en el microscopio una laminilla de corcho, dándose cuenta de que estaba formada por pequeñas cavidades poliédricas que recordaban a las celdillas de un panal. A cada camarita la llamó celdilla o célula, pero él no tenía consciencia de que eso era una estructura similar a la que conocemos hoy en día como células. No supo demostrar lo que estas celdillas significaban como constituyentes de los seres vivos, En realidad creía que esos espacios eran lugares por donde se moverían los nutrientes de las plantas. Aunque no intuyó que aquellas celdas eran la unidad funcional de los seres vivos. Lo que estaba observando eran células vegetales muertas con su característica forma poligonal. En 1665 publicó el libro Micrographía donde describe la primera evidencia de la existencia de las células, el relato de 50 observaciones microscópicas y telescópicas con detallados dibujos. y en él se apunta una explicación plausible acerca de los fósiles.

La denominación de célula ha permanecido para nombrar a lo que había dentro de esas camarillas y luego se aplicó también para descubrimientos en los animales.

Este dibujo hecho por R. Hooke representa a láminas de corcho vistas al microscopio. A cada una de las estructuras huecas que forman el entramado a modo de panal de abeja las llamó celdillas o células. Apareció en Micrographia. 1665. 

I.2.3. Los protozoarios

1675. Antonio Van Leewenhoeck.Describe a los “animáculos” (protozoarios)

Antón van Leeuwenhoek (1632-1723), comerciante de telas holandés, careció casi por completo de formación científica, pero estaba dotado de una gran curiosidad, paciencia y habilidad. Fue contemporáneo de Robert Hooke, descubridor de la célula.

Construyó como entretenimiento diminutas lentes biconvexas montadas sobre placas metálicas, que se sostenían muy cerca del ojo. A través de ellas podía observar objetos, que montaba sobre la cabeza de un alfiler, ampliándolos hasta trescientas veces.

Durante años y años se dedicó a examinar con sus microscopios todo lo que tenía a su alcance. Fue el primero que observó seres microscópicos vivos.  

Descubrió, lo que él llamaría “animáculos”, y que en la actualidad se conocen como protozoos y bacterias.   

Se enfrentó a la teoría, por aquel entonces en vigor, de la generación espontánea demostrando que  gorgojos, pulgas y mejillones se desarrollaban a partir de huevos diminutos. Pionero en el descubrimiento de los glóbulos rojos, los espermatozoides, las bacterias y los ciclos vitales de los insectos.

También confirmó y desarrolló el descubrimiento de la red de capilares del italiano Marcello Malpighi. Durante varias décadas fue comunicando sus descubrimientos a la Royal Society de Londres a través de cartas con dibujos describiendo todas sus observaciones. 

Con todo, Leeuwenhoek mantuvo en secreto el arte de construir sus lentes, y hasta que no se pudo disponer de buenos microscopios ópticos a principios del siglo XIX no se desarrolló la teoría celular cuyos principios fueron propuestos por M. Schleiden (1838)  y T. Schwan (1839).

I.2.4. Núcleo celular

1831. Robert Brown. Descubre el Núcleo Celular

En 1831, R. Brown descubrió el núcleo en las células vegetales. Seguidamente, éste se encontró también en las células animales. Durante muchos años, el núcleo celular se ha mantenido como el orgánulo mejor conocido de todos los existentes en la célula eucariota. El núcleo como orgánulo celular alberga la información genética y todos sus componentes están relacionados en mayor o menor medida con el metabolismo del ADN. Además interviene en la síntesis de todos los ARN: el ARNm que será traducido en proteínas, el ARNr constitutivo de los ribosomas y el ARNt, indispensable para la biosíntesis de proteínas.Durante la mitosis, término referido a la secuencia de cambios que ocurren en el núcleo en el proceso de división celular, se pueden observar diferentes estructuras llamadas cromosomas. La mayoría de los cromosomas se encuentran en pares y tienen una estructura similar.Para hacer más objetivo el aprendizaje del núcleo celular, se observarán células vegetales (cebolla) y células animales de tejido epitelial y tejido hepático, en las que se podrá comparar fácilmente las características estructurales (dimensión y morfología) del núcleo en ambas.

I.2.5. Protoplasma

1838 Purkinje.Propone el término “protoplasma”

Johanes evangelista purkyne (1787-1869)

Publico dos volúmenes de observaciones y experimentos investigando la fisiología de los sentidos y nuevo informe subjetivo sobre la visioncontribuyendo grandemente a la neurología.

En 1825 describio un efecto visual en el cual a medida que se reduce la energía luminosa, las células visuales cambian de visión fotopica a escotopica, se modifica la brillantez relativa de distintos colores; hecho que hoy se conoce como la desviación de Purkinje.

Es mas conocido por su descubrimiento de 1837, las células de Purkinje, grandes neuronas con muchas ramificaciones de dentritas encontradas en el cerebelo.

También introdujo los términos plasma sanguíneo y protoplasma, este termino se encuentra en deshuso y se utilizo para referirse con cierta impropiedad, a la sustancia viva de la celula. Se subdivide en 2 partes el citoplasma y el carioplasma. El citoplasma es el lugar donde ocurre el metabolismo celular y el carioplasma el lugar donde ocurre el metabolismo de los acidos nucleicos.

I.2.6. TEORÍA CELULAR (1838-1839)

Robert Hooke había observado ya en el siglo XVII que el corcho y otras materias vegetales aparecen constituidos de células. Theodor Schwann y Jakob Schleiden se percataron de cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica de animales y plantas, en particular la presencia de núcleos, que el botánico británico Robert Brown había descrito). Hooke, Schwann y Schleiden publicaron juntos la obra Investigaciones microscópicas sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las plantas y los animales (Berlin, 1939). Asentaron el primer principio de la teoría celular histórica: Todo en los seres vivos está formado por células o productos secretados por las células. Otro alemán, el médico Rudolf Virchow, interesado en la especificidad celular de la patología explicó lo que debemos considerar el segundo principio: Toda célula se ha originado a partir de otra célula, por división de ésta.

La división de las células es por bipartición porque la división es siempre, en el fondo, binaria. El principio lo popularizó Virchow en la forma de un aforismo creado por François-Vincent Raspail, «omnis cellula e cellula». Virchow terminó con las especulaciones que hacían descender la célula de un hipotético blastema. Su postulado, que implica la continuidad de las estirpes celulares, está en el origen de la observación por August Weismann de la existencia de una línea germinal, a través de la cual se establece en animales la continuidad entre padres e hijos y, por lo tanto, del concepto moderno de herencia biológica.

La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX, pero fue Pasteur el que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares, dio lugar a su aceptación rotunda y definitiva.

I.2.7. Cromosomas y mitosis

1880. walther Fleming descubre la cromatina y Wilhem Waldeyer acuña el nombre cromosoma.

Tras rendir servicio como médico militar en la Guerra franco-alemana, estuvo de profesor en las Universidades de Praga (entre 1873-76) y de Kiel (1876-1901). Fue pionero en el uso de anilinas para poder observar los elementos constituyentes de las células. Utilizó hexomatina (que coloreaba el núcleo de

negro) y vio que se teñían unas estructuras en el interior del mismo que llamó “cromatinas”; más tarde recibieron el nombre de “cromosomas” por Heinrich Waldeyer. Reunió varias imágenes de los cambios que se producían durante la división celular o mitosis.

1890. Walther Fleming.Describe la Mitosis.

Describió el fenómeno en el texto Zell-substanz, Kern und Zelltheilung (1882) (Citoplasma: núcleo y división celular). Utilizó las aletas y las branquias de salamandra para sus experimentos. Describió el fenómeno así:

“Al iniciarse la división celular, la cromatina se agrega para formar filamentos, la membrana parece que se disuelve y un tenue objeto se divide en dos. Es el áster (del griego=estrella), con los filamentos como desprendiéndose de él, lo que le confiere ese aspecto. Tras dividirse el áster, cada parte se desplaza hacia puntos opuestos de la célula y los filamentos se unen a la cromatina, que ocupa el centro de la célula. Entonces, el áster arrastra a la mitad de los filamentos de la cromatina hacia cada una de las unidades de la célula. Como consecuencia de este proceso, la célula se estrangulaen la parte media y, finalmente, se divide en dos células. En cada una de ellas se desarrolla un núcleo celular que rodea el material cromático, que luego se fragmenta de nuevo en pequeños gránulos.”

No se relacionó su hallazgo con la herencia ni con las leyes de Mendel, lo que sucedió dos décadas después, y supuso avances importantes en el estudio de la teoría celular y la biología. Su nombre merece ser colocado junto a los de August Weismann, Theodor Schwann, Mathias Schleiden y Thomas Hunt Morgan, entre otros.

I.2.8. Microscopio electrónico

1932. Max Knoll y Ernst Ruska Inventan el Microscopio Electrónico

Los modernos microscopios electrónicos, mucho más potentes que el primer prototipo que Ernst Ruska y Max Knoll construyeron en 1932, mantienen sin embargo su mismo principio: el uso de un haz de electrones móviles en lugar de la luz para iluminar el objeto. Lentes electromagnéticas producen campos magnéticos que desvían el haz de electrones de la misma manera que las lentes de cristal dirigen los rayos de luz. Sin embargo, el objeto tiene que encontrarse en un vacío, porque las moléculas de aire pueden desviar a los electrones. Dado que los electrones tienen una longitud de onda mucho menor que la de la luz, pueden mostrar estructuras mucho más pequeñas, lo cual permite una visualización directa de muchas moléculas y de algunos átomos.

El microscopio de Ernst Ruska era capaz de ampliar la imagen de un objeto cuatrocientas veces, lo cual suponía un gran avance respecto a los microscopios ópticos, pero pequeño en comparación con los niveles que alcanzarían los

microscopios electrónicos que fueron desarrollándose posteriormente a partir de su idea. El microscopio electrónico de transmisión produce imágenes de objetos de una fracción de un micrómetro o menos de grosor, lo que significa que puede aumentar una imagen un millón de veces. En un microscopio electrónico de transmisión, el haz se dirige al objeto de modo que una parte de los electrones son absorbidos por éste o rebotan en él, mientras que los restantes lo atraviesan y forman una imagen aumentada cuando se enfocan hacia una pantalla fluorescente o hacia placas fotográficas especiales a través del uso de lentes magnéticas.

I.2.9. ADN: Modelo de doble hélice

1953. James Watson y Francis Crick Proponen el modelo doble hélice del ADN.

James Watson y Francis Crick transformaron la biología con su descubrimiento del ADN en 1953, y dieron el primer paso para lo que serían después los avances del genoma humano y la clonación de organismos. Pero la historia de la doble hélice esconde mucho más que el trabajo arduo de dos científicos. La histeria de la Guerra Fría y el chauvinismo masculino también jugaron su papel. Ninguno de los dos científicos era biólogo. Watson, era un zoólogo estadounidense, mientras Crick era un físico inglés. Para 1951, ambos impetuosos, arrogantes y altamente competitivos, decidieron trabajar juntos en el Cavendish Laboratory (Cambridge, Inglaterra), para resolver uno de los problemas clave en la biología de aquella época: el ADN y su capacidad para codificar la información. 

Watson y Crick hicieron su mejor esfuerzo para no dejarse ganar la carrera por el famoso químico estadounidense Linus Pauling. La era del McCarthismo les compró tiempo. Pauling estaba a punto de abordar un avión a Inglaterra en mayo del 52 para lograr acceso a rayos X detallados del ADN, cuando el gobierno de Estados Unidos le retuvo el pasaporte argumentando sus actividades antiamericanas. Las imágenes de rayos X habían sido creadas por Maurice Wilkins y Rosalind Franklin. Estos científicos ayudaron a descifrar el código, pero su aversión mutua bloqueó la colaboración. Franklin, una de las pocas mujeres en investigación, fue tan relegada que decidió retirarse. Wilkins le mostró a Watson una de las imágenes del ADN de Franklin sin su aprobación y ese fue el momento de la iluminación: Watson se dio cuenta de que los patrones formados en cruz en la fotografía tenían que estar formados como una hélice. Así, conjuntamente con Crick, construyó un modelo de metal de dos hélices unidas entre sí por pares de cuatro moléculas. El reporte sobre el modelo en la publicación Nature, en 1953, dio a ambos, Watson y Crick, conjuntamente con Wilkins, el premio Nóbel de Medicina en 1962. Franklin,

olvidada, murió de cáncer en 1958. 

Watson continúa su trabajo en el Cold Spring Harbor Laboratory en Long Island, Nueva York. Mientras Crick lleva a cabo investigaciones genéticas en el Salk Institute en San Diego. En un artículo en Nature, de 1974, este científico escribió: "Más que creer que Watson y Crick hicieron la estructura del ADN, diría más bien que la estructura hizo a Watson y Crick".

I.3. Métodos citológicos utilizados en el pasado y en la actualidad.

Las primeras técnicas utilizadas para el estudio de la célula fueron rudimentarias: una simple cuchilla de barbero, para obtener una capa muy delgada de material biológico, y una lupa más o menos modificada, para aumentar el tamaño aparente de las estructuras que se querían observar. Hasta prácticamente mediados del siglo XIX todo lo que se sabía de las células se había logrado por estos procedimientos. Por supuesto la construcción de instrumentos científicos se había perfeccionado, pero, comparados con los actuales, los microscopios de 1800 son primitivos.

Cuando se observan células o cualquier otro material, con un microscopio, cabe la duda de si aquello que se corresponde a la realidad o es un artificio introducido por la técnica, o, simplemente, el resultado de la destrucción y transformación parcial que provocamos con nuestras manipulaciones. Para salvar todos estos inconvenientes, los citólogos han desarrollado métodos especiales que pretenden preservar el material que va a ser estudiado. Son las técnicas de fijación, con las que se intenta conservar sin cambios la estructura global de la célula tal como era antes de nustra intervención.

Una vez fijado el material, se hace imprescindible obtener piezas muy delgadas, del espesor de una sóla célula si es posible, para que, al obtenerlas al microscopio, no se superpongan demasiados planos, sea más fácil la iluminación y, en fin, obtengamos una imagen más nítida y precisa del producto biológico que pretendemos estudiar. La obtención de cortes de esas características se logra con aparatos llamados microtomos, que exige previamente la inclusión del tejido en una sustencia de suficiente consistencia, tal como la parafina. Para evitar esta larga y costosa operación no exenta de posibles errores, se han desarrollado otros aparatos: criomicrotomos, en los que el tejido adquiere la suficiente consistencia como para ser cortado mediante su congelación.

Una vez obtenidos los cortes, se someten a técnicas de tinción, que son muy variadas, pero en general todas persiguen el mismo objetivo: lograr que el índice de refracción de las distintas estructuras celulares sea diferente, para que al ser atravesadas por la luz den una imagen no homogénea. Si no se usaron colorantes, los rayos de luz pasarían a través de las células sin modificar su trayectoria, o modificándola muy poco, y nos darían una imagen muy homogénea, casi sin ningúna accidente. El microscopio electrónico sustituye los rayos de luz por haces de electrones. Para aumentar el contraste de una estructura celular respecto de otras, no es entonces suficiente un colorante. En estos casos se usan metales pesados, como el osmio, que al depositarse sobre un determinado componente celular impiden total o parcialmente el paso del haz de electrones y proporcionan una imagen diferencial.

Otras técnicas de introducción relativamente recientes, que estás suministrando gran cantidad de información, son: la autorradiografía, que permite averiguar la localización precisa de moléculas marcadas con isótopos radiactivos suministrados previamente a la célula, y las técnicas citoquímicas, que persiguen el objetivo de localizar un tipo particular de moléculas, usando para ello reacciones coloreadas específicas de una determinado grupo químico.

II. CONCLUSION

La citología como muchas ciencias inicio con un descubrimiento que al principio se podría decir que era pequeño, pero en realidad era uno de los descubrimientos más grandes de la historia, el descubrimiento de la unidad funcional de vida, la célula, que sin saberlo Robert Hooke descubrió.

Con el pasar de los años, la citología fue ocupando uno de los principales lugares en las ciencias, pues se le fue acuñando nuevos descubrimientos sobre la presencia de diferentes componentes dentro de la célula, cuyos científicos por saciar su sed de sabiduría o por simple curiosidad fueron investigando y demostrando.

En conclusión si no fuera por los diversos científicos que se dedicaron a investigar y descubrir los diferentes aspectos de la vida no sería posible tener los conocimientos que en la actualidad poseemos, que son de mucha importancia para lograr entender de manera apropiada lo que nos rodea, lo que podemos y no podemos ver. En nuestro interior o exterior.

III. BIBLIOGRAFIA

Celis Becerra Edgar Raúl (Mar 13, 2011),consultado el martes 30 de abril del 2013, HISTORIA DE LA CITOLOGÍA disponible en: http://www.slideshare.net/bioblogbh/historia-de-la-citologa

Romero Nery, Hospital San Bartolomé. Facultad de Medicina, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, consultado el lunes 29 de abril del 2013, HISTORIA DE LA CITOLOGIA disponible en http://sisbib.unmsm.edu.pe/bvrevistas/anales/v62_n4/historica_citotologia.htm

Consultado el miércoles 1 de mayo del 2013, MICROSCOPIO disponible en http://campus.usal.es/~histologia/museo/Microscopios/museo02/mas02.htm

Consultado el miércoles 1 de mayo del 2013, CITOLOGIA disponible en http://es.wikipedia.org/wiki/Citolog%C3%ADa

Consultado el jueves 2 de mayo del 2013,disponible en http://www.cienciaybiologia.com/bgeneral/historia-estudio-celula.htm

http://iesmh.edu.gva.es/ptebar/LEEUWENHOEK.htm http://www.biografiasyvidas.com/biografia/r/ruska.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Francis_Galton

ANEXOS

CRONOLOGIA PICTORICA DE LA CITOLOGIA

DIBUJOS DE LEEUWENHOEK