La célula
Introducción:
La célula es conocida principalmente por ser la parte más pequeña de un organismo, que conserva las funciones vitales. Pero en este blog, vamos descubrir y analizar, de una manera sencilla y de fácil aprendizaje, cada una de las partes de las células (funciones, aparencia, procesos de formación, etc...) procarióticas, que surgieron primero, y las eucarióticas, las más evolucionadas y que constituyen gran parte de los seres vivos que habitan la tierra actualmente.
Origen:
Las células surgieron hace millones de años. Las primeras apariciones fueron de células procarióticas, que son menos evoluídas y no poseen núcleo. Estas células, ayudaron a formar los primeros seres unicelulares, los primeros seres vivos que aparecieron en la tierra. Luego, con el tiempo, surgieron las células más evolucionadas, las eucarióticas. Con esto, surgieron los seres pluricelulares o multicelulares, que están formados por más de una célula, las cuales se diferencian una de las otras porque realizan actividades distintas.
Funciones:
La célula realiza tres tipos de funciones: la nutrición, la relación y la reproducción.
La
nutrición
Es la incorporación de los alimentos al interior de la
célula, la transformación de los mismos y el reconocimiento de las
sustancias útiles para formar así la célula su propia materia. Según sea su nutrición, hay células autótrofas y células heterótrofas.
- Las células autótrofa: fabrican su propia materia orgánica a partir de la materia inorgánica del medio físico que la rodea, utilizando para ello la energía química contenida en la materia inorgánica.
- Las células heterótrofas: fabrican su propia materia orgánica a partir de la materia orgánica que contienen los alimentos que ingiere.
La relación
Consiste en la elaboración de las respuestas correspondientes a los estímulos captados, es decir, el comportamiento de la célula debido a las diversas situaciones en las que es sometida.
La reproducción
Es el proceso de formación de nuevas células, o células hijas, a partir de una célula inicial, o célula madre.
Hay dos procesos de reproducción celular: mitosis y meiosis.
- Mediante la mitosis: A partir de una célula madre se originan dos células hijas con el mismo número de cromosomas y la misma información genética que la célula madre.
- Mediante la meiosis: A partir de una célula madre se forman cuatro células hijas, teniendo todas ellas la mitad del número de cromosomas que la célula madre.
La teoria celular
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| Robert Hook |
La primera análisis de una célula hizo Robert Hook en el anño de 1665. Hook utilizaba un microscopio muy sencillo y como lo que veía era semejante a las celdas de un panal, lo denominó cellulas, que en el latín significa celdillas.
Luego, con el paso de los años, la tecnología utilizada en la ciencia se fue avanzando, y las técnicas de observación por medio de microscopios, a principio del siglo XIX sufrió un gran avanze, lo que permitió un estudio de las células más avanzado y complejo, y el desarrollo de la teoría.
Los principales aspectos de esta teoría son:
- Todos los seres vivos están constituidos por una o más celulas (unicelulares o pluricelulares)
- La célula es la menor parte de un organismo y es el ser vivo más sencillo y pequeño.
- Las células se forman debido a la existencia de otras, es decir, proceden de otras celulas preexistentes.
- Cada una de las células en los organismos pluricelulares, tienen su própia función o actividad.
En 1838, el botánico alemán Mathias Schleiden y su compatriota, el zoólogo Theodor Schwann, enunciaron, por medio de investigaciones y basándose en antiguos investigadores, la teoría celular.
La teoría celular es una parte fundamental y relevante de la
Biología que explica la constitución de la materia viva a base de
células, y su influencia en la formación de la vida. Con el paso del tiempo, la teoría se fue completando gracias a nuevos discubrimientos y avances en la investigación de las células, como en el caso de otro alemán, Rudolf Virchow, que años después, ayudó, con nuevos descubrimientos, la teoría.
Los principales aspectos de esta teoría son:
- Todos los seres vivos están constituidos por una o más celulas (unicelulares o pluricelulares)
- La célula es la menor parte de un organismo y es el ser vivo más sencillo y pequeño.
- Las células se forman debido a la existencia de otras, es decir, proceden de otras celulas preexistentes.
- Cada una de las células en los organismos pluricelulares, tienen su própia función o actividad.
Como hemos visto en la introducción, las células procarióticas fueron las primeras células de las tierra.
- No tienen el núcleo celular, por lo que no tiene una organización como la de las eucarióticas.
- La información genética de la célula está dispersa en el citoplasma.
- Carece de la mayor parte de los orgánulos celulares.
Composición:
La membrana
Es un límite que estabelece la frontera entre el medio intracelular, el citoplasma, y el ambiente extracelular, que puede ser la matriz de los diversos tejidos.
La membrana está formada por una bicapa de fosfolípidos.
- Fosfolípidos: Forman la membrana, y son constituidos por una cabeza hidrofílica (es decir, se junta con el agua) y por dos colas, que son hidrofóbicas (rechazan la presencia del agua).
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| Conposición de un fosfolípido |
Cuando los fosfolípidos entran en contacto con el agua, la parte hidrofílica (cabeza) se orienta hacia el agua, mientras la parte hidrofóbia (cola) se queda protegida por las cabezas.
Con esto, se forman por ejemplo, los micelios.
La composición química de la membrana se consiste en:
- Proteínas: Son los principales componentes funcionales de las membranas celulares.
- Grasas y azúcares: Las membranas son constituídas predominantemente por fosfolípidos y proteínas en proporciones variábles y una pequeña fracción de azúcares.
- Colesterol
Los almacenes de alimientos
Los almacenes de alimientos presentes en las células procarióticas son comúnmente glóbulos lipídicos o granulos de glucógeno.
- Glóbulos lipídicos: Poseen una forma globular. En el caso de los glóbulos lipídicos, almacenan grasas poruque ocupan menos espacio que los azúcares.
- Granulos de glucógeno: El glucógeno es un polisacárido con funciones de almacenamiento que se acumula en el organismo formando gránulos
El flagelo
El flagelo es el responsable por la motililad bacteriana. Un flagelo es un apéndice movible compuesto por un cilindro de subunidades de proteínas, la flagelina.
En el caso de las células procarióticas, los flagelos son mucho más simples que los flagelos presentes en las eucarióticas.
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| Bacteria con flagelos |
Mesosomas
Los mesosomas son repliegues internos de la membrana plasmática sobre los que se localizan los enzimas relacionados con la respiración.
La pared celular
La pared celular es una capa que se localiza en el exterior de la membrana plasmática que Tiene un marco rígido de mureína, un polisacárido entrecruzado por cadenas peptídicas.
Existen las bactérias gran positivas y gram negativas.
Las gran positivas tienen una pared celular más gruesa (polisacáridos y proteínas) y las gram negativas poseen una piel más fina, pero poseen una camada a más de grasa, lo que las hacen quedar más resistentes a los antibióticos.
Los pili (o fimbrias)
Son varillas proteicas cortas, parecidas a pelos, relacionadas con la fijación celular. Son carentes de motilidad y los poseen fundamentalmente las Gramnegativas.
Los pilis Intervienen en la adherencia de las bacterias al huesped y Facilitan el intercambio de ADN durante la conjucion bacteriana. Tiene capacidad antigenica, es decir, pueden reaccionar a una respuesta inmunológica detectable.
Los plásmidos
Son pequeños fragmentos de ADN circulares o lineales, que replican independientemente del genoma celular. Están presentes normalmente en bacterias, y en algunas ocasiones en organismos eucariotas como las levaduras. Su tamaño y su cantidad pueden variar, dependendo del tipo de plásmido.
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Los plásmidos son utilizados para se obtener informaciones del contenido genético de las células.
La cápsula
Es una capa gomosa impermeable de murcílago que se sitúa en la parte externa de la pared celular y que puede unir bactérias en colonias.
Murcílago: Es una sustancia viscosa.
Membrana fotosintética
Bacterioclorofila: Son pigmentos fotosintéticos que se producen en diversas bacterias fototróficas.
Las células eucarióticas aparecieron más tarde que las procarióticas. Ellas son más evolucionadas, por esto, son más complejas y presentan más ventajas.
Una de las principales diferencias entre los dos tipos de células, es que las células eucarióticas poseen un núcleo definido, gracias a una membrana nuclear, al contrario que las procariotas que carecen de dicha membrana nuclear, por lo que el material genético se encuentra disperso en su citoplasma.
El conjunto de células eucarióticas se dividen en dos: Animal y Vegetal.
Composición:
El material genético
El material genético está compuesto por una anillo de ADN de doble cadena, que no está encerrado por una membrana nuclear.Por lo general, hay aproximadamente 2000 genes (0,2 % de una célula eucariótica.
Ribosomas
Estos cuerpos, que son más pequeños que los de células eucarióticas, están formados por 40% de proteínas y 60% de ácido ribonucleico (ARN) ribosomal y son los responsábles por la síntesis de proteínas. Los ribosomas se encuentran en el citoplasma, en las mitocondrias, en retículo endoplasmatico y en los cloroplastos.
Síntesis de proteínas (o síntesis proteica): Es el proceso por el que se forman proteínas a partir de los aminoácidos. Este proceso se le lleva a cabo por medio de los ribosomas situados en el citoplasma celular.
Las células eucarióticas
Las células eucarióticas aparecieron más tarde que las procarióticas. Ellas son más evolucionadas, por esto, son más complejas y presentan más ventajas.
Una de las principales diferencias entre los dos tipos de células, es que las células eucarióticas poseen un núcleo definido, gracias a una membrana nuclear, al contrario que las procariotas que carecen de dicha membrana nuclear, por lo que el material genético se encuentra disperso en su citoplasma.
El conjunto de células eucarióticas se dividen en dos: Animal y Vegetal.
Célula animal
Debido a la ausencia de una pared celular rígida, las células animales pueden adoptar una gran variedad de formas.
Composición:
Membrana plasmática
Fotmada por la bicapa de fosfolípidos (que ya hemos estudiado), la membrana se encarga de permitir la entrada de sustancias en la célula. En el caso de las células animales, posee una permeabilidad diferente.
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| La membrana plasmática |
Los microfilamentos
Son fibras de proteína (actina). Los microfilamentos están presentes en la endocitosis y exocitosis.
Endocitosis: La endocitosis es el movimiento de materiales
hacia adentro de la célula, por el cual la célula introduce moléculas grandes o partículas. La endocitosis se divide en tres tipos diferentes.
- Fagocitosis: Cuando la endocitosis da lugar a la captura de partículas. El material que entra a la célula es solido, y se trata de un proceso no selectivo.
- Pinocitosis: Cuando son solamente se capturan porciones de materiales disueltos (líquidos). La membrana se invagina y entra material disuelto a la célula. La pinocitosis tampoco es un proceso para nada selectivo.
- Mediada por receptores: Sólo incluye al receptor y a aquellas moléculas que se unen a dicho receptor, es decir, es un tipo de endocitosis sumamente selectivo. .
Exocitosis: Es el movimiento de materiales para afuera de la célula, es decir, proceso por el cual se liberan o expulsan los materiales de desecho presentes en el citoplasma.
Exocitosis: Es el movimiento de materiales para afuera de la célula, es decir, proceso por el cual se liberan o expulsan los materiales de desecho presentes en el citoplasma.
El citoplasma
Región celular que se encuentra entre la membrana plasmática y la membrana nuclear. Está compuesto principalmente por agua (85 %). En el citoplasma están los orgánulos celulares, y en el, existen muchos solutos como la glucosa, las proteínas e iones.
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| Con esta imagen real, se puede ver la división que exite entre la membrena y el citoplasma. |
Mitocondria
Es el lugar de la respiración aeróbia (respiración celular). Es responsable por la síntesis del ATP, es decir, ayudan con la liberación de energía, armazenándolas en moléculas de ATP.
El mitocondria posee la membrana externa lisa, y la interna irregular. Posee las enzimas del ciclo de krebs.
ATP: Significa Adenina Trifosfato (del ingles:Adenosine TriPhosphate). Es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular.
Para comprender la función del mitocondria, hay que conocer el llamado "ciclo de Krebs".
Ciclo de Krebs: Es una de las etapas de la respiración celular. Una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas.
Con la llegada de la glicosis, mas el oxígeno, se produce CO² y el H²O, más energía.
Este ciclo fue descubierto por el bioquímico Hans Adolf Krebs, en el año 1938.
El núcleo
Es el orgánulo más grande y característico de las células eucariotas. El núcleo regla las actividades celulares (centro neuroregulador) ya que contiene el material hereditario, el ADN. También lleva toda la información para la síntesis del ADN. Contiene uno o más nucléolos, en los que frabrican subunidades de ribosomas, el ARN ribosómico y el transferente.
Esta en contacto con el retículo endoplasmático.
Esta en contacto con el retículo endoplasmático.
Los microtúbulos
Son túbulos hechos con unidades de tubulina (proteínas), y que están implicados en el transporte intracelular, desplazamiento de vesículas de secreción, y en el movimiento de orgánulos, así como en la división celular (mitosis y meiosis). Ellos también forman parte del citoesqueleto.Los microtúbulos se originan en los centros organizadores de microtúbulos y se extienden a lo largo de todo el citoplasma.
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| La construcción de los microtúbulos a través de las unidades de tubulina. |
Ribosomas libres
Como ya hemos visto anteriormente, los ribosomas son formados por el ARN ribosómico y por proteínas. Se encuentran en el citoplasma, en las mitocondrias, en retículo endoplasmatico y en los cloroplastos.
En células eucariotas, los ribosomas se elaboran en el núcleo pero desempeñan su función de síntesis en el citosol (parte soluble del citoplasma).
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| Subunidad pequeña de un ribosoma |
Lisosomas
En su interior, existen enzimas hidrolíticos (digestivos), por lo que permiten la digestión intracelular de macromoléculas. Por eso existen los lisosomas, ellos son como sacos que sirven para no dejar los enzimas sueltos, porque iban hacer daños en la estructura de la célula.
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| funcionamiento de un lisosoma |
Los enzimas pueden también estar desactivados en forma de precursor, pero luego, se activan.Los fagocitos y leucocitos son células activas porque poseen lisosomas.
Los lisosomas son formados por el retículo endoplasmático rugoso (RER) y luego empaquetados por el complejo de Golgi.
Las microvellosidades
Son extensiones de la membrana plasmática que poseen un eje de microfilamentos de actina, que les
sirve de soporte y les permite rigidez. En su superficie, hay una cubierta de glicocálix.
Incrementan el área superficial celular, y ayudan la célula, al tener más superfície de contacto.
El peroxisoma
Son orgánulos citoplasmáticos muy comunes en forma de vesículas conocidas como micropcuerpos. Cada uno de estos contiene enzimas oxidativos como la catalasa y son particulamente importantes en el retraso del envejecimiento celular.
Los centríolos
Son pares de estructuras, que forman parte del citoesqueleto, que son formadas por 9 grupos de 3 cilindros. Los centríolos intervienen en la división celular, por lo que actúan como organizadores del huso nuclear, participando en los procesos de meiosis y mitosis.
Huso nuclear: También llamado huso acromático o huso misotico, es el conjunto de microtúbulos que conducen a los centríolos durante los procesos de meiosis y mitosis.
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| Estructura de los centríolos |
La vesícula secretora
Las Vesículas secretoras son aquellas vesículas que contienen el material que debe ser excretado por la célula.
Sufriendo exocitosis, esta vesícula puede llevar un producto sintetizado por las células como una proteína empaquetada en el aparato de Golgi, o los productos de la degradación en lisosomas.
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| Con esta imagen, se puede observar la finción de una vesícula excretora |
El retículo endoplasmático liso
Es una estructura de sacos aplanados, láminas y cisternas que se encuentran distribuídos por todo el citoplasma de la célula. Participan en el transporte celular, y en la síntesis de esteróides (grasas) y otros lípidos. Están en contacto con el núcleo.
El retículo endoplasmático rugoso
La diferencia de este retículo es que posee ribososmas. Con esto, ayudan en el transporte de las proteínas sintetizadas en los ribosomas hacia el aparato de Golgi.
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| Relación entre el núcleo celular y los dos tipos de retículos endoplasmáticos |
El aparato de Golgi
Consiste en una pila de sacos, llamadas cisternas. El aparato de Golgi modifica los prodictos, encerrándolos en vesículas (vesículas secretoras) para secretarlos.
Está implicado también en la modificación de lípidos en células, y participa en la formación de lisosomas.
Célula vegetal
La célula vegetal es semejante a la célula animal, pero contiene algunas peculiaridades.
La vacuola
Conductos de correlación que ayudan y ponen en comunicación el citoplasma de diferentes células adyacentes, podendo conectar y transferir agua entra otras cosas.
La célula vegetal es semejante a la célula animal, pero contiene algunas peculiaridades.
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| Estructura de una célula vegetal. |
Composición:
La vacuola
Puede ocupar 90% de volúmen de una célula. Está llena de savia celular y ayuda a mantener la presión de turgencia en el interior de la célula. En la vacuola también existen enzimas implicados en el reciclado de cloroplastos. Contiene pigmentos.
Turgencia celular: Es la presión ejercida por los fluidos y por el contenido celular sobre las paredes de la célula. Este proceso determina el estado de rigidez de la célula.
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| Con esta imagen, se puede ver la localización de la vacuola en la célula vegetal |
Cloroplastos
Es el lugar de la fotosíntesis. Tienen una membrana externa lisa, y las membranas internas poseen unos repliegues que se llaman Tilacóides. También possuem RNA, DNA e ribosomos, podendo assim sintetizar proteínas e multiplicar-se.
Tienen el color verde porque poseen el pigmento clorofila.
- Tilacóide: Unidad estructural de la fotosíntesis cuyo interior se
encuentran los productos químicos intervinientes en este proceso. El conjunto de tilacoides se le llama grana.
- Cromoplastos:
Es un plasto con pigmentación. Se pueden desarrollar a partir de los
cloroplastos por reorganización interna. Poseen color por los pigmentos
carotenóides y son más abundantes en pétalas de flores o pieles de frutos.
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| Estructura de un cloroplasto |
Leucoplastos
Otro tipo de plasto, común en células de plantas superiores. Incluyen aniloplastos, que sintetizan almidón, y oleoplastos, que sintetizan aceites.
Plasmodesmo
Conductos de correlación que ayudan y ponen en comunicación el citoplasma de diferentes células adyacentes, podendo conectar y transferir agua entra otras cosas.
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