Diferenciación de las células: a
diferenciación celular es el proceso, en virtud del cual, las células
de un linaje celular concreto (el linaje celular se determina en el momento de
la formación del embrión) sufren modificaciones en su
expresión génica, para adquirir la morfología y las
funciones de un tipo celular específico y diferente al resto de tipos
celulares del organismo.
Cualquier célula que presente capacidad de
diferenciación es lo que se denomina célula madre. Éstas pueden clasificarse según su capacidad de
diferenciación en totipotentes, pluripotentes, multipotentes y
unipotentes. En los mamíferos, solo el cigoto y
las células embrionarias jóvenes son totipotentes, mientras que
en las plantas y hongos, muchas células son totipotentes. Los últimos avances científicos estan
consiguiendo inducir células animales diferenciadas a ser totipotentes.
Descripción celular: Una célula (del latín
cellula, diminutivo de cella, hueco) es la unidad morfológica y
funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el
elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos
según el número que posean: si sólo tienen una, se les
denomina unicelulares (como
pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si
poseen mas, se les llama pluricelulares.
Por tanto, podemos definir a la célula como la unidad
morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la
célula es el elemento de menortamaño que puede considerarse vivo.
Como tal posee una membrana de fosfolípidos con permeabilidad selectiva
que mantiene un medio interno altamente ordenado y diferenciado del medio
externo en cuanto a su composición, sujeta a control
homeostatico, la cual consiste en biomoléculas y algunos metales
y electrolitos.
La estructura se auto mantiene activamente mediante el metabolismo,
asegurandose la coordinación de todos los elementos celulares y
su perpetuación por replicación a través de un genoma codificado por acidos nucleicos. La parte
de la biología que se ocupa de ella es la
citología.
Diferencia entre célula animal y célula vegetal: Tanto la
célula vegetal como la animal poseen membrana
celular, pero la célula vegetal cuenta, ademas, con una pared
celular de celulosa, que le da rigidez.
La célula vegetal contiene cloroplastos: organelos capaces de sintetizar
azúcares a partir de dióxido de carbono, agua y luz solar
(fotosínteis) lo cual los hace autótrofos (producen su propio
alimento y la célula animal no los posee por
lo tanto no puede realizar el proceso de fotosíntesis.
Pared celular: la célula vegetal presenta esta pared que esta
formada por celulosa rígida, en cambio la célula animal no la
posee, sólo tiene la membrana citoplasmatica que la separa del
medio.
Una vacuola única llena de líquido que ocupa
casi todo el interior de la célula vegetal, en cambio, la célula
animal, tiene varias vacuolas y son mas pequeñas.
Las células vegetales pueden reproducirse mediante un
procesoque da por resultado células iguales a las progenitoras, este
tipo de reproducción se llama reproducción asexual.
Las células animales pueden realizar un tipo de
reproducción llamado reproducción sexual, en el cual, los
descendientes presentan características de los progenitores pero no son
idénticos a él.
Transporte celular:
El proceso de transporte es importante para la célula porque le permite
expulsar de su interior los desechos del metabolismo, también sustancias
que sintetiza como hormonas y ademas, es la forma en que adquiere
nutrientes del medio externo, gracias a la capacidad de la membrana celular de
permitir el paso o salida de manera selectiva de algunas sustancias. Las vías
de transporte a través de la membrana celular y los mecanismos
basicos para las moléculas de pequeño tamaño son:
Transporte pasivo
El transporte pasivo permite el paso de
moléculas a través de la membrana plasmatica sin que la
célula gaste energía, debido a que va a favor del
gradiente de concentración o del
gradiente de carga eléctrica. El transporte de las
sustancia se realiza mediante la bicapa lipídica o los canales
iónicos, e incluso por medio de proteínas integrales. Hay
tres tipos de transporte pasivo
Ósmosis: consiste en el transporte de moléculas de agua a
través de la membrana plasmatica y a favor de su gradiente de
concentración.
Difusión simple: paso de sustancias a través de la membrana
plasmatica, como
los gases respiratorios, el alcohol y otras moléculas no polares.
Difusión facilitada:transporte celular donde es
necesaria la presencia de un carrier o transportador (proteína integral)
para que las sustancias atraviesen la membrana.
Transporte activo
Es un mecanismo que permite a la célula
transportar sustancias disueltas a través de su membrana desde regiones
de menor concentración a otras de mayor concentración. Es un proceso que requiere energía, llamado
también producto activo debido al movimiento absorbente de
partículas que es un proceso de energía para requerir que mueva
el material a través de una membrana de la célula y sube el
gradiente de la concentración. La célula utiliza transporte
activo en tres situaciones:
-Cuando una partícula va de punto bajo a la
alta concentración.
-Cuando las partículas necesitan la ayuda que entra en la membrana
porque son selectivamente impermeables.
-Cuando las partículas muy grandes incorporan y salen de la
célula.
En la mayor parte de los casos este transporte activo
se realiza a expensas de un gradiente de H+ (potencial electroquímico de
protones) previamente creado a ambos lados de la membrana, por procesos de
respiración y fotosíntesis; por hidrólisis de ATP mediante
ATP hidrolasas de membrana. El transporte activo varía la
concentración intracelular y ello da lugar un
nuevo movimiento osmótico de rebalanceo por hidratación. Los
sistemas de transporte activo son los mas abundantes entre las
bacterias, y se han seleccionado evolutivamente debido
a que en sus medios naturales la mayoría de los procariotas se
encuentran de formapermanente o transitoria con una baja concentración
de nutrientes.
Los sistemas de transporte activo estan basados en
permeasas específicas e inducibles. El modo en que se acopla la
energía metabólica con el transporte del soluto aún no
esta dilucidado, pero en general se maneja la hipótesis de que
las permeasas, una vez captado el sustrato con gran afinidad, experimentan un
cambio conformacional dependiente de energía que les hace perder dicha
afinidad, lo que supone la liberación de la sustancia al interior
celular.
El transporte activo de moléculas a través de la membrana celular
se realiza en dirección ascendente o en contra de un gradiente de
concentración (Gradiente químico) o en contra un gradiente
eléctrico de presión (gradiente electroquímico), es decir,
es el paso de sustancias desde un medio poco concentrado a un medio muy
concentrado. Para desplazar estas sustancias contra corriente es necesario el
aporte de energía procedente del ATP. Las proteínas
portadoras del transporte activo poseen actividad ATPasa, que significa que
pueden escindir el ATP (Adenosin Tri Fosfato) para formar ADP (dos Fosfatos) o
AMP (un Fosfato) con liberación de energía de los enlaces fosfato
de alta energía.
Comúnmente se observan tres tipos de transportadores:
-Uniportadores: son proteínas que transportan una molécula en un solo sentido a través de la membrana.
-Antiportadores: incluyen proteínas que transportan una sustancia en un sentido mientras que simultaneamente transportan
otra en sentido opuesto.-Simportadores: son proteínas que transportan
una sustancia junto con otra, frecuentemente un protón (H+).
Evolución celular: La evolución celular se produjo en estrecha
relación con la evolución primitiva de la atmósfera y de
los océanos terrestres. Así, la teoría mas aceptada
en la actualidad es que
1. Las primeras células serían heterótrofas anaerobias,
utilizarían como
alimento las moléculas organicas presentes en el medio (sopa
primigenia). Como
estas moléculas terminarían por agotarse, podría haber ocurrido una especie de “primera crisis
ecológica” a nivel molecular, si no hubiera sido porque en
algún momento de la evolución celular
2. Algunas células “aprendieron” a fabricar las
moléculas organicas mediante la fijación y
reducción del
CO2. Se iniciaba así la fotosíntesis, como un proceso de
nutrición autótrofa. El empleo del agua en la fotosíntesis como donante de electrones, tuvo como origen la liberación de O2 y por
tanto la transformación de la atmósfera reductora en la
atmósfera oxidante que hoy conocemos. Empezó una
revolución del
oxígeno que causaría la muerte de muchas formas celulares para
las que fue un veneno, otras se adaptarían a su presencia y
3. Algunas células aprendieron a utilizarlo
para sus reacciones metabólicas, lo que dio lugar a la
respiración aerobia, realizando una nutrición heterótrofa
aerobia.
Estas formas celulares tienen organización procarionte
y son de pequeño tamaño. A partir de ellas,
se piensa que evolucionaron las células eucariontes.