La Célula
1. membrana plasmatica
Constituida por la agrupación de lípidos y proteínas. Se
observa como
una estructura formada por 3 capas: dos externas (oscuras) y una interna
(clara).
Los lípidos constituyen una doble capa continua e
impermeable. Se diferencian 3 tipos: Fosfolípidos, colesterol y
glucolípidos. Por su caracter anfipatico se disponen
formando una bicapa con las zonas polares hacia el exterior y las Apolares
hacia el interior. Los componentes de la bicapa se mueven en ella
con libertad dandole fluidez. Los movimientos que realiza son: De
rotación, difusión lateral, flexión y flip-flop.
Las proteínas también forman parte de la membrana y hay dos
tipos:
* Proteínas Intrínsecas: Moléculas anfipaticas cuya
zona hidrófoba esta asociada a la región hidrófoba de los
lípidos y la hidrófila sobresale por el exterior e interior.
* Proteínas Extrínsecas: Se sitúan en el lado exterior o
interior de la bicapa. Pudiendo estar asociadas a un lípido,
glúcido o proteína intrínseca.
Las funciones de las proteínas son las de actuar como transportadoras específicas, como enzimas, como
receptoras de señales…
1.1 Funciones de la Membrana:
1. Actúa de frontera entre el medio extra e intracelular.
2. Las diferencias de composición entre los dos medios celulares se
deben a la permeabilidad selectiva y a un mecanismo de
transporte activo que controlan el intercambio de sustancias y regulan la
composición química del
medio.
3. Permite la transferencia de información entre células mediante
receptores específicos.
4. Sirve de soporte anumerosas reacciones químicas.
1.2 Transporte a través de la membrana plasmatica.
La diferente composición química ente el interior y exterior
celular hace necesaria a la membrana para que controle el transito de
sustancias cuya permeabilidad sea selectiva.
Las moléculas Apolares pequeñas atraviesan
libremente la bicapa. Las polares y grandes no pueden
atravesarla. El agua y otras moléculas polares
pequeñas difunden a través de la bicapa.
1.2.1 Mecanismos de Transporte
* Transporte activo: Se realiza en contra de un
gradiente (de la zona mas diluida a la mas concentrada). Se
requieren proteínas específicas y un
aporte de energía como
consumo de ATP para el “bombeo”.
* Transporte pasivo: Es un proceso de difusión
en el que las moléculas se desplazan a través de la membrana sin
consumo de energía, se realiza a favor de un gradiente. Hay dos tipos:
* Difusión simple: Moléculas péquelas y solubles en
lípidos pasan libremente sin la intervención de proteínas.
* Difusión facilitada: Moléculas polares usan para pasar,
proteínas permeasas (de canal), que se unen a moléculas a
transportar y las liberan en el lado opuesto.
* Transporte mediado por vesículas: La célula dispone de mecanismos
que permiten incorporar o expulsar compuestos por medio de deformaciones de la
membrana.
* Endocitosis: Incorpora partículas mediante una invaginación de
la membrana en la que quedan incluidas.
* Pinocitosis: Cuando las sustancias son líquidas.
* Fagocitosis: Cuando las partículas son sólidas.
* Exocitosis:Proceso opuesto al anterior. Se expulsan sustancias contenidas en una vesícula, al unirse
ésta a la membrana y abrirse el exterior.
* Excreción: Expulsión de desechos.
* Secreción: Salida de una sustancia que desempeña una
función en el organismo.
* Transcitosis: Es el conjunto de fenómenos que permiten a una sustancia
atravesar el citoplasma desde un polo a otro de la
célula. Implica el doble proceso
Endocitosis-Exocitosis. Es propio de las
células que constituyen los capilares sanguíneos.
1.3 Diferenciaciones de la membrana.
Dependiendo de las funciones de la célula, puede presentar:
* Microvellosidades: Extensiones digitiformes que se encuentran en la
superficie de las células.
* Uniones intercelulares: En las células del tejido
epitelial. Sirven para mantener unidas y comunicadas a las
células vecinas. Hay 3 tipos:
* Uniones impermeables: Sellan entre sí las células impidiendo el paso
de moléculas. Se encuentran en los vasos
sanguíneos y en las células intestinales.
* Uniones comunicantes: Permiten el paso de señales
químicas o eléctricas.
* Uniones adherentes: Son las mas fuertes,
estan en las células sometidas a esfuerzos mecanicos. Son
abundantes en el músculo esquelético, o en el cuello del
útero.
1.4 Glucocalix.
La membrana esta recubierta en el exterior por una capa de oligo y
polisacaridos (glucocalix).
1.4.1 Funciones.
1. Protege la superficie celular
2. Reconocimiento entre células que entran en contacto
e inhiben su división.
3. Interviene en la fecundación, implicaun reconocimiento de ambas
células e impide que se unan gametos de distintas especies.
4. Como
receptor de moléculas, agentes patógenos o sus toxinas.
5. Rechazo de trasplantes e injertos (funcionan como antígenos).
2. pared celular.
Es una forma especializada de matriz celular, se encuentra
adosada a la membrana plasmatica de las células vegetales.
Se caracterizada por su alto contenido en celulosa.
2.1 Composición Química.
Esta formada por celulosa, pero también por
hemicelulosa, pectinas, sales minerales y agua.
2.2 Estructura.
Esta constituida por 3 capas. Desde fuera hacia
dentro son:
* Lamina media: Es la mas externa y común a las dos
células adyacentes. Es delgada y flexible. Se encarga de mantener unidas las distintas células en los
tejidos vegetales.
* Pared primaria: Delgada y semirrígida. Formada por celulosa con una
abundante matriz hemicelulósica.
* Pared secundaria: Muy gruesa y formada por varias capas de celulosa. Sólo se presenta en células maduras o ya muertas.
2.3 Funciones de la pared celular.
* Protección: Protege a la célula de esfuerzos mecanicos.
* Esquelética: Sirve como
soporte estructural del
cuerpo vegetal. La pared de células maduras puede modificar su
composición química al impregnarse de sustancias según su
función.
* Transporte: Permite la comunicación entre células adyacentes y
con el exterior para el intercambio de nutrientes y de información.
Existen unos orificios que atraviesan la pared llamadas punteaduras.
Éstas son atravesadas por puentes (pasmodesmos) que sonprolongaciones del
retículo endoplasmatico.
3. citoplasma.
Es la región comprendida entre la membrana
plasmatica y la envoltura nuclear, esta constituida por el
hialoplasma y los organulos, mantenidos por el citoesqueleto.
3.1 HIALOPLASMA
Es el medio interno de la célula. Constituye un
medio acuoso con un 85% de agua y una gran cantidad de biomoléculas. Su
función es la de ser el medio de reacción en el que ocurren
muchos procesos del
metabolismo celular.
3.2 CITOESQUELETO
Es una serie de redes de fibras solidas y tubos huecos que se entrecruzan y se
unen formando una especie de andamiaje. Mantiene el volumen del citoplasma. Se
encarga de crear y mantener un alto nivel de
organización en el citoplasma. Aparece en todas las
células eucariotas, esta formado por una red de filamentos proteicos.
3.2.1 Funciones.
* Mantiene la forma celular
* Posibilita el movimiento celular
* Transporta y organiza los organulos en el citoplasma
3.2.2 Componentes.
Los filamentos proteicos del citoesqueleto son de tres
tipos:
* Filamentos de actina: Fibras mas delgadas formadas por dos cadenas de
monómeros de actina enrollados en hélice.
* Filamentos intermedios: Tienen un diametro
mayor que los de actina y son resistentes. Aparecen en las células
sometidas a esfuerzos mecanicos. Hay dos tipos:
* Neurofilamentos
* Tonofilamentos
* Microtúbulos: Filamentos tubulares constituidos por monómeros
proteicos de tubulina. Se forman a partir del centrosoma. Su estructura consiste en microtúbulos formados por
dímeros de tubulina.
4. CILIOS YFLAGELOS
Son prolongaciones citoplasmaticas dotadas de movimiento, con
función locomotriz en el caso de células libres. Estan recubiertos por la membrana plasmatica.
En su estructura se distinguen 4 zonas:
* Raíces: Microtúbulos que conectan al cilio con el
citoesqueleto.
* Corpúsculo basal: Corpúsculo cilíndrico de estructura
idéntica a un centriolo.
* Zona de transición: Situada a la altura de la membrana
plasmatica.
* Tallo: Prolongación citoplasmatica recubierta por la membrana.
5. ribosomas
Pequeños organulos no membranosos que pueden estar libres en el
hialoplasma o asociados a la membrana del
retículo endoplasmatico. Estan
constituidos por ARN ribosómico y proteínas, ademas de
agua. Cada ARN mensajero es leído por varios
ribosomas a la vez y en conjunto se denominan polisomas. No son
membranosos y son comunes en todas las células.
5.1 Función.
Síntesis de proteínas
6. RETÍCULO ENDOPLASMATICO
Sistema membranoso que forma una red de conductos, túbulos y cisternas,
que se extiende por todo el citoplasma y que se comunica con la membrana
nuclear. Hay dos tipos:
* RETÍCULO ENDOPLASMATICO RUGOSO: Su función es la
síntesis de proteínas que realizan los ribosomas que tiene
adosados. Estas proteínas al ser sintetizadas pasan al interior del
retículo, donde son glicosiladas y luego transportadas a los lugares
donde se necesitan.
* RETÍCULO ENDOPLASMATICO LISO: Carece de ribosomas y esta
conectado con el R.E.R. Su función es la de síntesis de
lípidos, gracias a las enzimas de su membrana. Sintetiza
fundamentalmente lípidos demembrana, que se incorporan a la membrana del
R.E.L. y que son trasladadas a su destino celular mediante las vesículas
de transición. Interviene en procesos de
desintoxicación.
6.1 Función.
Síntesis y transporte de lípidos y proteínas de membrana o
que van a ser expulsados al medio exterior.
7. APARATO DE GOLGI
Formado por varios dictiosomas colocados muy juntos en paralelo. Suele encontrarse junto al centrosoma y cercano al núcleo.
Se forma a partir de vesículas de transición procedentes del R.E., y en él su contenido va avanzando de
saculo en saculo mediante vesículas. En un
dictiosoma se distinguen dos caras diferentes; de entrada y salida de
vesículas de transporte.
7.1 Función.
Consiste en controlar el transito de sustancias a
través de la célula.
8. CENTROSOMA
Es exclusivo de las células animales, se localiza al lado del núcleo y su
función es la de actuar como
centro organizador de microtúbulos, ya que a partir de él crecen
los microtúbulos. Esta constituido por
centriolos, esfera activa y aster.
* CENTRIOLOS: Corpúsculos de forma cilíndrica, formado por 9
tripletes de microtúbulos que se mantienen unidos entre sí. Hay dos en el centrosoma, dispuestos en forma de T, formando el diplosoma.
* ESFERA ACTIVA: Consiste en una zona densa alrededor del diplosoma.
Actúa como
organizador microtubular del
citoesqueleto.
* ASTER: Conjunto de filamentos tubulares con forma estrellada, que
parten en todas direcciones.
9. LISOSOMAS
Vesículas esféricas de pequeño tamaño que se forman
a partir del
aparato de Golgi. Estan internamenterecubiertos por
una capa de glucoproteínas para evitar que su membrana sea atacada por
las enzimas.
9.1 Función.
Digestión celular. Descompone principios
inmediatos para ser utilizados como unidades en la síntesis
de moléculas propias de la célula.
* Lisosomas Primarios: Sólo contienen enzimas
* Lisosomas Secundarios: Contienen materiales en proceso de digestión.
10. VACUOLAS
Vesículas de forma globular y de tamaño variable, destinadas a almacenar todo tipo de sustancias. Se
forman a partir de muchos tipos de sustancias. Se
forman a partir de muchos tipos de organulos membranosos. La
estructura de las vacuolas es muy sencilla. Las
células vegetales tienen vacuolas de gran tamaño, y las animales
poseen numerosas vacuolas pequeñas.
10.1 Función.
Almacenar sustancias de reserva y especiales. Sirven
de vehículo de transporte de sustancias entre organulos y entre
el exterior e interior de la célula, regulan la presión osmótica
de la célula, y eliminar el exceso de agua citoplasmatica en las
células.
11. PEROXISOMAS
Vesículas membranosas esféricas de pequeño tamaño
cuya función consiste en realizar reacciones de oxidación sobre
sustratos.
12. GLIOXISOMAS
Organulos exclusivos de las células vegetales. Se
encargan de transformar los lípidos almacenados en la semilla en
glúcidos para el crecimiento hasta que la planta pueda realizar la
fotosíntesis.
13. MITOCONDRIAS
Organulos presentes en todas las células eucariotas, existiendo un alto número de ellos.
13.1 Estructura.
Poseen una doble membrana, una interna y una externa, entrelas cuales queda un especio intramembranal. La membrana interna esta
replegada formando las crestas mitocondriales, y delimita un
espacio interno (matriz mitocondrial). En la matriz hay ADN y ribosomas
mitocondriales.
13.2 Composición Química.
* Membrana Interna: Posee lípidos y proteínas.
* Membrana Externa: Posee gran cantidad de proteínas.
* Matriz: Contiene ADN, ribosomas, iones y enzimas.
13.3 Función.
La mitocondria tiene como función primordial la
realización de oxidaciones respiratorias, cuya finalidad es obtener
energía para la célula a partir de materia organica.
14. CLOROPLASTOS
Englobados en los plastos. Poseen información
genética propia, ribosomas y una doble membrana. Hay 3 tipos:
* Leucoplastos: En partes no verdes del
vegetal
* Cromoplastos: Dan color rojo, anaranjado o amarillo a muchos frutos
* Cloroplastos: De color verde debido a la clorofila. Se
encargan de realizar la fotosíntesis, captando energía luminosa.
14.1 Estructura.
La membrana interna cloroplastica, encierra el espacio llamado estroma,
en el que se bañan unas pequeñas vesículas llamadas
tilacoides, que a su vez encierran el espacio intratilacoidal. Los tilacoides se agrupan formando los grana.
14.2 Composición Química.
* Membranas cloroplasticas:
* Lípidos, proteínas permeasas
* No contienen clorofila
* Membrana de los tilacoides:
* Lípidos, pigmentos, proteínas…
* Estroma:
* ADN cloroplastico, ribosomas, enzimas, granulos de
almidón…
14.3 Función.
Síntesis de proteínas cloroplasticas,realización
de la fotosíntesis, y almacenamiento temporal de almidón.
15. NÚCLEO
Presenta varias partes:
* ENVOLTURA NUCLEAR.
Consiste en una doble membrana que separa al nucleoplasma del citoplasma. La
envoltura no es continua, presenta unos poros (para el intercambio de grandes
moléculas), y presentan unos granulos proteicos. La cara externa es una continuación del retículo endoplasmatico y
en la interna presenta la lamina nuclear. El espacio
encerrado entre ambas membranas se denomina espacio perinuclear.
* NUCLEOPLASMA
Disolución acuosa de biomoléculas en estado coloidal, donde
destacan las proteínas, acidos nucleicos, lípidos…
* NUCLEOLO
Aparece como
una mancha oscura. Esta compuesto por
proteínas, ARN y una porción de cada molécula de ADN.
* CROMATINA
Esta dispersa por todo el nucleoplasma. Consiste en ADN con estructura terciaria. A partir de ella
se sintetizan los ARN mensajeros que codifican en la síntesis de
proteínas.
5.1 Función.
Se encarga de la replicación de material genético doble y la
transcripción del
mensaje genético a los ARNm,t y r.
16. DIVISIÓN CELULAR
Antes de la mitosis, la célula ya ha duplicado sus moléculas de
ADN. Las dos moléculas de ADN permanecen unidas en un
punto (centrómero), y las dos moléculas de ADN son las
cromatidas, que forman los cromosomas.
16.1 Cromosomas
Son visibles durante la división celular. Estan constituidos por la cromatina
“superenrollada”. En el momento de iniciarse la
división, el cromosoma esta formado por dos cromatidas,
unidas poro un centrómero. Todos los individuos
de unaespecie tiene el mismo nº de cromosomas en sus células
(excepto las células sexuales), y existen 2 juegos cromosómicos
(parejas homólogas), por lo que se dice que son diploides. Según
la posición del
centrómero, hay 3 tipos de cromosomas.
Metacéntrico Acrocéntrico Telocéntrico
16.2 Función.
Facilitar el reparto de la información genética durante la división celular.
16.3 Cariotipo
Es la representación grafica del aspecto
físico de los cromosomas de un organismo. El cariotipo
humano esta formado por 46 cromosomas. El estudio del
cariotipo permite diagnosticar enfermedades o síndromes. Algunos son debidos al exceso o defecto en el que el nº de
cromosomas, o alteraciones en los fragmentos de los mismos.
17. MITOSIS
Es un proceso continuo dividido en 4 fases:
* PROFASE: Las cromatidas comienzan a espiralizarse para formar los
cromosomas.
Los nucleolos desaparecen
El núcleo se hace mas grande y la membrana nuclear se
desorganiza.
El centrosoma se duplica y se desplazan hacia los polos de la
célula, tendiéndose entre ambos unos microtúbulos (huso
mitótico).
* METAFASE: El huso acromatico ya ha crecido del todo
La membrana nuclear ya ha desaparecido
Los cromosomas se sitúan en el ecuador
de la célula formando la placa ecuatorial
Los centrómeros se unen a las fibras del huso.
* ANAFASE: Se parte el cromosoma y se separan las cromatidas (cromosomas
hijos).
Cada uno de los cromosomas hijos se dirige a un polo,
arrastrado por los husos.
* TELOFASE: Los dos grupos de cromosomas hijos alcanzan lospolos,
desapareciendo el huso.
Los cromosomas se desespiralizan y reaparece el nucleolo y se
forma la nueva membrana nuclear.
CITOCINESIS
La división celular termina con la división del citoplasma
(citocinesis). Con la mitosis se consigue que las células hijas tengan
los mismos cromosomas que su célula madre, con la misma
información genética y el mismo número de cromosomas.
Células Animales: Mediante una invaginación de la membrana (surco
anular). Este surco esta formado por un anillo
contractil, que a medida que contrae, estrecha el surco que acaba por
estrangular e independizar a las dos células hijas.
Células Vegetales: La pared impide la formación del surco, por lo que se forma un tabique
(fragmoplasto) en la región media de la célula a partir de
vesículas del
aparato de Golgi.
18. LA REPRODUCCIÓN
Para que un organismo
pluricelular se reproduzca, han de intervenir los gametos. Según el modo
en que estas células originen nuevos individuos, se distingue:
* Reproducción Asexual: El nuevo individuo es formado por gametos
procedentes de un solo organismo. El
hijo presentara los mismos caracteres que su progenitor. Sólo intervienen los procesos mitóticos. Las especies que la practican buscan las mínimas variaciones
en su información genética, ya que estan adaptados a su
medio estable.
* Ventajas: En condiciones favorables, sólo se precisa de un individuo para producir una gran cantidad de
descendientes. No son necesarios procesos complejos para formar unidades
reproductoras.
* Reproducción Sexual: El nuevo individuo es formado porgametos
procedentes de dos organismos distintos. El hijo
presentara caracteres resultantes de las combinaciones de la
información genética de los padres. Si
las dos células tuvieran el mismo número de cromosomas que las
demas, el hijo tendría el doble de cromosomas que sus padres.
Para evitarlo, los gametos tienen un método especial de división; la meiosis.
* Ventajas: Los descendientes presentan diferencias entre ellos y de sus
progenitores. Tienen variabilidad genética, y es un
seguro para la supervivencia ya que cabe una selección de caracteres
aptos para sobrevivir en un determinado ambiente.
19. MEIOSIS
Proceso durante el cual una célula diploide
sufre dos divisiones consecutivas produciendo 4 células haploides.
* PROFASE I: Etapa mas compleja, se produce el intercambio
genético.
* LEPTOTENO: Los cromosomas duplicados se condensan y no se diferencian las
cromatidas hermanas.
* ZIGOTENO: Emparejamiento de cromosomas homólogos y se forman las
tétradas de 4 cromatidas.
* PAQUITENO: Se produce el entrecruzamiento
cromosómico produciendo una recombinación genética.
* DIPLOTENO: Al separarse los cromosomas homólogos se ven lo quiasmas.
* DIACINESIS: Se condensan mas los cromosomas,
desaparece la membrana nuclear y se empieza a formar el huso acromatico.
* METAFASE I: Los cromosomas se colocan en el ecuador de
la célula.
* ANAFASE I: Cada cromosoma homólogo se dirige al polo de la
célula.
* TELOFASE I: Se produce el surco y el anillo contractil, se forma la
membrana nuclear y se desespiralizan los cromosomas