Tipos celulares desde el punto de vista de su organización las células se dividen en dos grandes grupos: Procariotas




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fecha de publicación22.08.2016
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TEMA 9


LA CÉLULA

ÍNDICE



  1. CONCEPTO DE CÉLULA: TEORIA CELULAR

  2. TIPOS CELULARES

    1. Célula procariota

    2. Célula eucariota

  3. ORGÁNULOS MEMBRANOSOS

    1. Membrana plasmática

    2. Retículo Endoplasmático

      1. Liso

      2. Rugoso

    3. Aparato de Golgi

    4. Lisosoma

    5. Peroxisomas

    6. Vacuolas

    7. Mitocondrias

    8. Plastos

  4. HIALOPLASMA O CITOSOL

  5. CITOESQUELETO

  6. CENTROSOMA

  7. INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS

  8. PARED CELULAR

  9. MATRIZ EXTRACELULAR

  10. EL NÚCLEO

    1. Núcleo mitótico

    2. Núcleo meiótico

  11. CONCEPTO DE CÉLULA: TEORIA CELULAR


La teoría celular se basa en dos principios:


  • Cada célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos.

  • Toda célula procede de otra célula preexistente


Las células presentan una gran diversidad morfológica. La morfología de la célula depende del tipo celular, de su edad, del momento del ciclo celular en que se encuentre y de su situación, es decir si se encuentran libres, formando tejidos o en cultivo. Las células tienen tamaños microscópicos (se requiere un microscopio para su observación) con un diámetro medio entre 10 y 100mµ. Las diferencias de tamaño entre los diferentes organismos no dependen del tamaño de sus células sino de la cantidad de estas.

  1. TIPOS CELULARES



Desde el punto de vista de su organización las células se dividen en dos grandes grupos:


Procariotas


(pro- =antes, carion=núcleo)

- Carecen de núcleo

- Gran diversidad morfológica:

- Bacilos: forma de bastón

- Cocos: forma esférica

- Espirilos: forma en espiral

- Vibros: con forma de coma

Ejemplo: bacterias

Eucariotas:
(Eu=verdadero, Carion=núcleo)

- Núcleo compartimentado

- Orgánulos citoplasmáticos

- Citoesqueleto

- Tipos:

-Animales

-Vegetales: pared celular, plastos y vacuolas





ESTRUCTURA DE UNA CÉLULA PROCARIOTA




ESTRUCTURA CELULAR EUCARIOTA



La célula está formada por varios orgánulos que se pueden clasificar de la siguiente forma:


  • Órganulos membranosos:

    • Membrana plásmatica

    • Retículo endoplasmático

    • Complejo de Golgi

    • Lisosomas

    • Peroxisomas

    • Vacuolas

    • Mitocondrias

    • Plastos

  • Citoplasma o Hialoplasma

  • Citoesqueleto

  • Orgánulos no membranosos

    • Centrosoma

    • Cilios y flagelos

    • Ribosomas

  • Inclusiones citoplasmáticas

  • Pared célula

  • Núcleo


  1. ORGÁNULOS MEMBRANOSOS




3.1. Membrana Plasmática



La membrana plasmática también llamada membrana citoplasmática o plasmalema representa el límite entre el medio extracelular y el intercelular y tiene un tamaño de unos 75 Å.
1.a. Composición Química:
Lípidos Las membranas biológicas de todas las células eucariotas están constituidas por tres tipos de lípidos: fosfolípidos, glucolípidos y esteroles (entre los que se encuentra el colesterol) Todos tienen carácter anfipático y por lo tanto cuando se encuentran en medio acuoso se orientan formando micelas esféricas o bicapas lipídicas. Estos lípidos se distribuyen en la membrana de forma asimétrica e heterogénea existiendo zonas más o menos fluidas según el tipo de lípidos. La membrana plasmática no es estática si no que sus componentes tienen posibilidad de movimiento lo que le proporciona cierta fluidez. La fluidez depende de la temperatura (aumenta al aumentar la temperatura), de la naturaleza de los lípidos (la presencia de lípidos insaturados aumenta la fluidez) y de la presencia de colesterol ( endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad).





Proteínas Confieren a la membrana sus funciones específicas y son características de cada especie. La mayoría son globulares y se pueden clasificar según el lugar que ocupen en la membrana. También se pueden mover contribuyendo a la fluidez de la membrana.
Glúcidos La mayoría son oligosacáridos unidos a las proteínas y lípidos formando glucoproteínas y glucolípidos. Forman la cubierta celular o glucocálix a la que se atribuyen funciones fundamentales como de protección y fenómenos de reconocimiento celular entre otros.











1.b. Estructura de la Membrana: Modelo de mosaico fluido


El modelo de mosaico fluido presenta las siguientes características:


  • Considera la membrana como un mosaico fluido en el que la bicapa lipídica constituye una red cementante en la que se encuentran embebidas las proteínas y el colesterol. Tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse lateralmente.

  • Los lípidos y proteínas integrantes se hallan dispuestos en mosaico.

  • L
    as membranas son estructuras asimétricas en cuanto a la distribución de todos sus componentes químicos: lípidos, proteínas y glúcidos.


1.c. Función de la membrana:


  • Aislar la célula del medio externo

  • Actuar de filtro selectivo. Impide prácticamente el paso de todas las moléculas solubles en agua. Sin embargo, permite la salida y entrada de determinadas sustancias.

  • Participan en la trasducción de señales: La transducción de señales es la respuesta de la célula a estímulos externos. Las células son capaces de responder a estos estímulos gracias a la presencia de ciertas moléculas situadas en la cara externa de la membrana denominados receptores de membrana. Estas moléculas de naturaleza proteica reconocen específicamente a una determinada molécula mensaje (hormonas, neurotransmisores o factores químicos). Las células que presentan estos receptores se llaman células diana.


1.d. Mecanismo de transporte a través de la membrana




La comunicación de la célula con el medio externo está mediada por la membrana plasmática por lo que contiene mecanismos de transporte que permiten la entrada de los elementos necesarios para su metabolismo y para construir sus macromoléculas y permita la salida de los productos del catabolismo celular y las sustancias de deshecho. La membrana actúa como una barrera semipermeable.
OSMOSIS
La ósmosis es un fenómeno en el que se produce el paso o difusión de un disolvente a través de una membrana semipermeable, permitiendo el paso del disolvente pero no el del soluto, desde una disolución más diluida a otra más concentrada.

La capacidad que tiene el agua de atravesar la membrana plasmática, que se comporta como una membrana semipermeable, depende de la diferencia de concentración entre los líquidos extracelular e intracelular y viene determinada por la presencia de sales minerales y moléculas orgánicas disueltas.

Los medios acuosos separados por membranas semipermeables pueden tener diferentes concentraciones, y se denominan:

  1. Hipertónicos, los que tienen una elevada concentración de solutos con respecto a otros en los que la concentración es inferior.

  2. Hipotónicos, los que contienen una concentración de solutos baja con respecto a otros que la tienen superior.


Las moléculas de agua difunden desde los medios hipotónicos hacia los hipertónicos provocando un aumento de la presión sobre la cara de la membrana del compartimento hipotónico, denominada presión osmótica. Como consecuencia del proceso osmótico se puede alcanzar el equilibrio, igualándose las concentraciones, y entonces los medios serán isotónicos, es decir que tienen la misma concentración.
PLASMOLISIS: Cuando el medio extracelular es hipertónico con respecto al medio intracelular, sale el agua del interior de la célula por ósmosis y se produce la plasmolisis, que en el caso de las células vegetales provoca la rotura de la célula al desprenderse la membrana plasmática de la pared celular.
TURGENCIA: Cuando el medio extracelular es hipotónico con respecto al medio intracelular, se produce la entrada de agua en la célula, lo que ocasiona una aumento del volumen celular, que en el caso de las células animales provocaría su estallido o hemólisis, mientras que en las vegetales se producirá un hinchamiento o turgencia.
En realidad las membranas celulares no son membranas semipermeables ideales, ya que ofrecen una variedad de mecanismos de transporte de solutos a través de ellas, pero dado que el agua atraviesa las membranas de forma mucho más rápida que los solutos, cuando se trata de experiencias de corta duración su comportamiento se aproxima bastante al de una membrana semipermeable ideal.













    1. Retículo endoplasmático



Su nombre procede de la creencia de que se trataba de una red de canales endoplasmáticos. Hoy se sabe que es un sistema membranoso intracelular que se extiende entre las membranas plasmáticas y nuclear. La membrana que lo delimita se continúa con la membrana plasmática y la nuclear. El líquido del citoplasma queda dividido en dos compartimentos: el espacio luminal o cisternal (en el interior del RE) y el espacio citosólico. Al microscopio electrónico se observa que está formado por dos compartimentos interconectados: el retículo endoplásmico liso (REL) y el retículo endoplásmico rugoso (RER).
2.a. Retículo Endoplásmico Rugoso (RER):


  • Lleva adheridos ribosomas

  • Está formado por cisternas y vesículas

  • Presente en todas las células menos las procariotas y los glóbulos rojos de mamíferos.

  • Muy desarrollado en las células del páncreas y en las células que revisten el conducto digestivo.


Funciones:

  • Síntesis y almacenamiento de proteínas: las proteínas se sintetizan en los ribosomas adheridos a la membrana del RER.

  • Glucosilación de proteínas para convertirse en glucoproteínas. Este proceso se realiza en el lumen del retículo.


2.b. Retículo Endoplásmico Liso (REL)


  • Red tubular cuyas membranas se continúan con las del RER

  • No lleva ribosomas

  • Abundante en células musculares estriadas, células secretoras de hormonas esteroideas y en hepatocitos.


Funciones:

  • Síntesis de lípidos: Fosfolípidos, colesterol y lípidos de membrana

  • Contracción muscular

  • Destoxificación

  • Liberación de glucosa. (Las reservas de glucógeno del hígado se encuentran contenidas en forma de pequeños gránulos en las membranas del REL)



3.3. Complejo de Golgi
Está formado por una o varias unidades funcionales denominadas dictiosomas que constituyen un sistema membranoso formado por la agrupación de varios sacos aplanados (sáculos o cisternas) y vesículas asociadas. Se encuentra en todas las células eucariotas excepto en los glóbulos rojos de mamíferos y su localización es relativamente fija para cada tipo de célula.
Funciones:

  • Mecanismo de transporte golgiano: Transportan las proteínas sintentizadas en el RER, y las fosforilan si es que están sin fosforilar

  • Glucosilación de lípidos y proteínas para formar glucolípidos y glucoproteínas.

RETICULO ENDOPLÁSMICO RUGOSO

RETICULO ENDOPLÁSMICO LISO





A
PARATO DE GOLGI
3.4. Lisosomas
Órganulos rodeados de membranas que contienen en el interior un conjunto de enzimas hidrolíticas capaces de degradar proteínas, lípidos, glúcidos y ácidos nucleicos. Estas enzimas se sintetizan en el RER y son transportadas a los lisosomas. Los lisosomas actúan como un sistema digestivo celular degradando el material captado en el exterior y digiriendo material obsoleto de la propia célula.



3.5. Peroxisomas
Pequeños orgánulos similares a los lisosomas, están rodeados de una membrana simple y contienen 50 clases de enzimas implicadas en gran variedad de rutas metabólicas.
Funciones:

  • Oxidación de ácidos grasos. En las células vegetales solo se realiza en los peroxisomas. En las animales se realiza también en la mitocondria.

  • Biosíntesis de lípidos

  • En vegetales intervienen en la conversión de ácidos grasos en glúcidos.


3.6. Vacuolas
Son orgánulos celulares a modo de cisternas membranosas más abundantes y características en células vegetales.
Funciones:

  • Mantenimiento de la turgencia celular. La presión osmótica en el interior de las vacuolas es muy alta debido a su elevada concentración de sustancias. El agua tiende a penetrar en las vacuolas por ósmosis para equilibrar la presión osmótica con lo que la célula se mantiene turgente.

  • Digestión celular similar a los lisosomas.

  • Almacenamiento de sustancias diversas


3.7. Mitocondrias
Son orgánulos capaces de realizar la mayoría de las oxidaciones celulares y producir la mayor parte del ATP de la célula. Se encuentran distribuidas de manera uniforme por todo el citoplasma. Su forma es muy variable, al microscopio se observan como formaciones filamentosas o granulares.

Funciones (Cada compartimiento realiza una función diferente):


  • Ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos: en la matriz mitocondrial

  • Cadena respiratoria: En la membrana interna

  • Fosforilación oxidativa (formación de ATP): En las F1 situadas sobre la cresta mitocondrial

  • β-oxidación de los ácidos grasos: en la matriz mitocondrial

  • Concentración de sustancias en la cámara interna (proteínas, lípidos, colorantes, platas, calcio, fosfatos y partículas semejantes a los virus)


3.8. Plastos
Son orgánulos exclusivos de las células vegetales. Poseen pigmentos (clorofila y carotenoides) y tienen la capacidad de sintetizar y almacenar elementos de reserva.
Se clasifican en dos grandes grupos:


  • Leucoplastos: carecen de pigmentos y en la mayoría de los casos almacenan sustancias como almidón, grasas y proteínas.

  • Cromoplastos: son plastos que llevan en su interior un pigmento que les da color. Por ejemplo, los que contienen clorofila y son de color verde son los cloroplastos, mientras que los que son de color rojo se denominan rodoplastos (contienen ficoeritrina).






  1. HIALOPLASMA O CITOSOL


La membrana plasmática es la frontera entre el medio extracelular y el intracelular. El medio intracelular está formado por un solución líquida denominada citosol o hialoplasma y unos orgánulos que pueden o no estar delimitados por membranas. Al conjunto formado por el citosol y los orgánulos se denomina citoplasma.
En células eucariotas el citosol ocupa un 50% y 80% del volumen total de la célula. Es un líquido acuoso que contiene entre un 70% y un 80% de agua, mientras que el resto de sus componentes que están en disolución son en su mayoría proteica aunque también puede contener iones y moléculas orgánicas de pequeño tamaño como aminoácidos, glúcidos y ATP.
Funciones:


  • Regulador del pH intracelular

  • Tienen lugar la mayoría de las reacciones metabólicas celulares

  • Las proteínas del citosol son enzimas que participan en procesos metabólicos.



  1. CITOESQUELETO


El citoesqueleto es un conjunto de filamentos proteicos situados en el citosol que contribuyen a la morfología celular, a la organización interna de los orgánulos y al movimiento celular. Está formado por:


  • Microfilamentos de actina: participan en la contracción muscular y en la división celular y forman parte de las microvellosidades y pseudópodos.

  • Filamentos intermedios: formados por proteínas fibrosas muy resistentes. Se encuentran en todas las células eucariotas. Tienen función estructural evitando rupturas de las membranas de las células que se encuentren sometidos a esfuerzos mecánicos.

  • Microtúbulos: son formaciones cilíndricas, uniformes y rectilíneas que forman parte de cilios, flagelos y centriolos. Se pueden crear y destruir según las necesidades de la célula. Forman el huso mitótico, participan en el transporte de vesículas a través del citoplasma. Son responsables del movimiento de la célula (pseudópodos, cilios y flagelos).




  1. CENTROSOMA


Es una estructura sin membrana presente en todas las células animales susceptibles a dividirse. No existe en vegetales.
El centrosoma consta de un cuerpo central formado por dos centriolos situados perpendicularmente uno del otro, rodeado por el material pericentroliar. El centrosoma es el centro organizador de microtúbulos. De él derivan todas las estructuras formadas por microtúbulos (cilios, flagelos y huso mitótico).



  1. RIBOSOMAS





Son partículas sin membrana formadas a partes iguales por ARNr y por proteínas. Se encuentran en todas las células aunque son muy escasos en los glóbulos rojos e inexistentes en los espermatozoides maduros.
Se pueden encontrar:

  • Libres en el citoplasma

  • Adheridos al RER o a la membrana nuclear externa

  • Libres en la matriz de las mitocondrias y de los cloroplastos.



Estructura:


  • Están formados por dos subunidades desiguales, una grande y una pequeña separadas por una hendidura transversal

  • Las dos subunidades se forman en el nucleolo donde se unen sus dos componentes el ARNr y las proteínas ribosomales. El ARNr se sintetiza en el núcleo mientras las proteínas lo hacen en el citoplasma y posteriormente emigran hacia el nucleolo. Las dos subunidades salen al citoplasma a través de los poros nucleolares donde se unen para formar un ribosoma.


Función:
Intervienen en la síntesis de proteínas uniendo los aminoácidos en un orden predeterminado. Las proteínas sintetizadas por los ribosomas del citosol quedan en el citosol. Las sintetizadas por los ribosomas del RER pasan al interior del Retículo para incorporarse a otros orgánulos o ser secretadas al exterior de la célula.



  1. INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS


En el citoplasma pueden existir sustancias inertes de naturaleza hidrófoba llamas inclusiones. Se encuentran en todas las células eucariotas, tanto en vegetales como animales. Las más frecuentes son las de almidón y glucógeno respectivamente.



  1. PARED CELULAR


La pared celular es una cubierta externa gruesa y rígida que desarrollan las células vegetales sobre la membrana plasmática. Está compuesta de polisacáridos (Ej., Quitina en hongos y celulosa en algas y plantas superiores). Actúa como esqueleto exterior protegiendo a la célula, dándole forma y resistencia (es responsable de que la planta se mantenga erguida) y evitando que la célula vegetal se rompa ya interviene activamente en el mantenimiento de la presión osmótica celular.








  1. MATRIZ EXTRACELULAR


En los animales la matriz extracelular es el medio natural donde se encuentran las células que forman los tejidos. Está constituida por compuestos que segregan las propias células que son proteínas fibrosas (colágeno y elastina), proteoglucanos (ácido hialurónico) y glucoproteínas estructurales. Mantienen unidas entre sí a las células que forman los tejidos a los que también confiere elasticidad y resistencia. Además sirve como vía de comunicación lo que permite la difusión de sustancias así como la migración de algunos tipos celulares.

  1. NÚCLEO



El núcleo está presente en todas las células eucariotas excepto en los glóbulos rojos de los vertebrados. Alberga en su interior la información genética en forma de DNA y es el lugar donde se realiza la replicación del DNA y la síntesis de los RNA.
El aspecto del núcleo depende de la fase del ciclo celular en la que se encuentre la célula:

  • Núcleo interfásico: durante la interfase

  • Núcleo mitótico: cuando se distinguen los cromosomas.


Núcleo interfásico



Presenta forma variable dependiendo del tipo de célula y momento del ciclo en el que esta se encuentre. El tamaño es aproximadamente el 10% del volumen total de la célula. Suele haber un núcleo por célula pero existen células sin núcleo (eritrocitos), binucleadas (paramecios). Otras células pueden tener más de dos núcleos (polinucleadas, Ej. células musculares estriadas)
Estructura:

  • Envoltura nuclear (doble membrana):

    • Membrana externa: Presenta ribosomas asociados y está unida al RE

    • Espacio intermembranoso:

    • Membrana interna: sirve de anclaje a la cromatina y regula el crecimiento de la envoltura nuclear.

    • Poros nucleolares: perforaciones circulares que regulan el intercambio de moléculas con el citosol.




  • Matriz nucleolar o nucleoplasma: donde se encuentra la cromatina (DNA y proteínas asociadas)




  • Nucleolo.

    • Suele haber uno por núcleo

    • R
      ealiza la síntesis del RNA ribosómico y el procesado y empaquetamiento de las subunidades que posteriormente son exportadas al citosol.

Cromatina:
El núcleo de las células eucariotas contiene ADN asociado con proteínas formando una estructura empaquetada y compacta denominada cromatina. Las proteínas que se asocian al DNA pueden ser de dos tipos:


  • Histonas: Hay de cinco clases. Empaquetan el DNA.

  • No Histonas: muy numerosas, aproximadamente la mitad corresponden a enzimas implicados en la replicación, transcripción y regulación del DNA.



Núcleo mitótico
Los cromatina presenta su máxima compactación formando los cromosomas.Cada cromosoma está constituido por:


  1. Dos cromátidas paralelas entre sí, resultado de la duplicación del DNA.

  2. Cenrtrómero. Divide al cromosoma en dos brazos que pueden ser del mismo o de distinto tamaño y el el nexo de unión de las dos cromátidas.

  3. Dos cinetocoros A ambos lados del centrómero sobre cada cromátida se localiza una estructura proteica denominada cinetocoro y son los puntos a partir de los cuales se forman los microtúbulos que intervienen en la separación de los cromosomas.

  4. Constricciones secundarias. Son estrechamientos de los brazos relacionadas con la formación del nucleolo al final de la mitosis.

  5. Telómeros. Forman un casquete al final de cada cromosoma y evita que se pierda información al final de cada ciclo de replicación.


S
egún la longitud de los brazos los cromosomas se clasifican en:


  1. Metacéntricos: El centrómero ocupa una posición central de modo que los dos brazos son de tamaño similiar.

  2. Submetacéntricos: El centrómero no se encuentra desplazado del centro, los dos brazos son de distinto tamaño.

  3. Acrocéntricos: El centrómero se encuentra en una posición terminal. Hay un brazo corto y otro largo.

  4. Telocéntricos: El centrómero se encuentra en uno de los extremos del cromosoma, solo hay un brazo largo.






La mayoría de los organismos son diploides, es decir, contienen dos copias de DNA, una heredada del padre y otra de la madre. Cada pareja se dice que está formada por dos cromosomas homólogos (contienen información para los mismos caracteres).
Los organismos haploides solo contienen un juego de cromosomas. A este tipo pertenecen los gametos, algunas algas y las esporas de musgos y helechos.
Al conjunto de los cromosomas de un organismo se le denomina cariotipo. Dentro del cariotipo se distinguen dos tipos de cromosomas:


  • Cromosomas somáticos o autosomas: estos cromosomas son iguales para los dos sexos

  • Cromosomas sexuales o gonosomas: responsables de la determinación del sexo. Se llama X al de mayor tamaño e Y al más pequeño.




Cariotipo humano



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