Biologia Primero Medio. Estudio de la célula.

Contenidos:

• Células.
• Organelos.
• Mec. Transporte.
• Membrana.
• Carbohidratos.
• Lípidos.

Células.

Estudio de la célula.

En 1665, Robert Hooke examinó un trozo de corcho con un microscopio que el mismo había fabricado. En realidad no vio células, sino las paredes de células muertas. No fue hasta mucho tiempo después que se supo que la parte importante de la célula era el interior.

En 1963, Anton Van Leeuwenhoek dio a conocer sus observaciones acerca de los eritrocitos, espermatozoides y de una gran cantidad de “animáculos” acuáticos microscópicos contenidos en el agua de los charcos. Pasó más de un siglo antes de que los biólogos comenzaran a entender la importancia de las células. Primero se dieron cuenta de que muchas plantas estaban formadas completamente por células, la pared gruesa que rodea las células de las plantas hizo que estas observaciones fueran más fáciles.

Las células animales fueron descubiertas hasta 1830, cuando Theodor Schwann vio que el cartílago contiene células que “semejan exactamente a las células de las plantas”. En 1839, Schawnn publicó su teoría, llamando células a las partes elementales tanto de plantas como de animales. A mediados de 1800, Mattias Schleiden tuvo una visión más refinada al escribir “…es fácil percibir que los procesos vitales de la célula individuales deben formar los fundamentos básicos absolutamente indispensables” de la vida.

En pocos años habían observado que las células vivas podían crecer y dividirse en células más pequeñas. En 1858, Rudolf Virchow escribió “cada animal es la suma de unidades vitales, cada una de las cuales contiene todas las características de la vida”, es más, Virchow predijo “donde hay una célula, tiene que haber existido una célula anterior, de la misma manera que un animal se forma de otro animal y una planta sólo de una planta”. En 1859, el concepto de Virchow adquiere un significado mucho mayor.

 Teoría celular.

1. La célula es la unidad morfológica de todos los seres vivos, es decir, todos los seres vivos están constituidos por una o más células.
2. La célula es la unidad fisiológica de los organismos. La célula, como unidad, es capaz de realizar todos los procesos metabólicos necesarios para permanecer con vida.
3. La célula es la estructura de origen y de herencia de los seres vivos, es decir, toda célula proviene, por división, de otra célula y solo pueden surgir a partir de otras ya existentes.

A partir de lo anterior se puede afirmar que:

• Las células son similares en cuanto a su composición química.
• Las células contienen información hereditaria que se transmite a células hijas.
• La actividad de un organismo depende de la actividad total de sus células.

Componentes de las células.

Podemos reconocer entre todos los seres vivos dos tipos de células: las procariontes y las eucariontes, que se diferencian en su nivel de compartimentalización (organización de espacios) que existe al interior de ellas. Sin embargo, existen algunas condiciones compartidas por todas las células, independiente del origen que esta tenga:

• Membrana celular: Todas las células están rodeadas por una membrana celular, que actúa como barrera entre el interior de la célula y su medio ambiente. También controla el paso de materiales dentro y fuera de la célula.
• Material hereditario: Este material es el ADN, que controla las actividades de una célula.
• Citoplasma y organelos: Las células tienen sustancias químicas y estructuras que le permiten comer, crecer y reproducirse, las cuales se llaman organelos. Estos, están rodeados por un fluido llamado citoplasma.

Células procariontes.

Las células procariontes no poseen organelos formados por membranas, y cuentan con un único cromosoma que se encuentra disperso en el citoplasma.

Constituye organismos unicelulares y se reproduce por división celular simple.

    Estructura general de una célula procarionte.

1. Citoplasma: Sustancia acuosa de composición variable en la que ocurre la mayoría de las reacciones metabólicas de la célula. Ocupa todo el interior celular, y en él se encuentra una gran cantidad de ribosomas y pequeños fragmentos de ADN circular, denominados plásmidos.
2. Ribosomas: Organelos no membranosos que participan en la síntesis de proteínas.
3. Material genético: Está conformado por una molécula de ADN que se encuentra libre en el citoplasma.
4. Plásmido: ADN independiente del cromosoma bacteriano central. Se puede replicar y transferir de forma individual.
5. Flagelo: Está formado por proteínas que se unen a la membrana plasmática, su función de brindar movilidad a la célula. Está presente en solo algunas bacterias.
6. Pared celular bacteriana: Es una estructura que rodea a la bacteria y le da forma. Es elástica, lo que impide que la célula se rompa debido a las variaciones de volumen interno. Está constituida por peptidoglicanos.
7.   Cápsula: Está presente en algunas células procariontes y cubre la totalidad de la célula. Se sintetiza en la membrana plasmática y actúa como barrera de defensa. Presenta un aspecto gelatinoso.
8. Membrana plasmática: Es una barrera selectiva, constituida de fosfolípidos. En ciertos sectores de la membrana, denominados mesosomas, se duplica el ADN cuando la célula se reproduce; también participa en la respiración celular y, en algunos casos, contiene pigmentos fotosistetizadores.
9. Pili o fimbria: Filamentos carentes de movilidad que pueden presentar algunas bacterias. Permiten la adherencia a otras células y pueden participar en la comunicación y transferencia de plásmidos entre dos bacterias

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Células eucariontes.

Se debe tener presente que la principal condición de este tipo de células es el hecho de tener compartimientos independientes. Debe recordarse que todas las estructuras de una célula están estrechamente relacionadas. Toda célula eucarionte consta de una membrana plasmática que envuelve al citoplasma y al núcleo

El citoplasma posee una fase semilíquida, el citosol, que está atravesado por una red compleja de citoesqueleto y una parte sólida llamada citoesqueleto. Embebidos en el citosol y afirmados por el citoesqueleto, se ubican los organelos y las inclusiones citoplasmáticas.

Estructuras celulares.

• Citosol: Medio celular en el que ocurren procesos de biosíntesis de materiales celulares y de obtención de energía.

Está compuesto por agua, enzimas, ARN, proteínas estructurales, inclusiones, etc.

Funciones:

• Síntesis de moléculas orgánicas.
• Transporte, almacenamiento y degradación de moléculas orgánicas.

• Citoesqueleto: Red de filamentos proteicos que surca el citosol, participando en la determinación y conservación de la forma celular, en la distribución de organelos en el citosol y en variados tipos de movimientos celulares.

Tipos de filamentos citoesqueléticos:

• Microfilamentos.
• Filamentos intermedios.
• Microtúbulos.

• Núcleo: Estructura que se presenta en todo tipo de célula, excepto en las bacterias y cianobacterias. Está constituido por una envoltura nuclear o carioteca, el material genético o cromatina y uno o más nucléolos.

• Carioteca: Doble membrana provista de poros. Forma parte del sistema de membranas internas de la célula, presentando continuidad con el RER. Su superficie externa suele presentar ribosomas adheridos, mientras que a la interna se adosan gránulos de cromatina. A través de poros se mantiene un intercambio permanente de materiales entre el carioplasma y el citoplasma.  
• Cromatina: Red de gránulos y filamentos constituida por ADN y proteínas. El ADN es la molécula que posee la información con el diseño de todas las proteínas que es capaz de elaborar el organismo de una especie. Cuando la célula se dispone a dividirse, la cromatina se duplica y luego se condensa para formar cromosomas, que actúan como portadores de la información hereditaria.
• Nucléolo: Estructura intranuclear desprovista de membrana. Alcanza su mayor desarrollo, en cuanto a tamaño y cantidad, en células que sintetizan activamente proteínas. Se sintetiza ARN y además se arman los ribosomas que luego se desplazan hasta el citosol y/o RER a través de los poros nucleares.

Funciones:

• Separa el material genético del citosol.
• Controla la síntesis de proteínas.
• Ensambla los ribosomas en el nucléolo.

• Retículo endoplasmático: Organelo constituido por un sistema de túbulos y vesículas interconectados que comunica intermitentemente con las membranas plasmáticas y nucleares y que funciona como un sistema de transporte intracelular de materiales.

• Rugoso: Posee membranas dispuestas en sacos aplanados que se extienden por todo el citoplasma. Su superficie está cubierta por ribosomas.
• Liso: Posee membranas dispuestas como una red más bien tubular, que no suele ser tan extendida como el RER. No posee ribosomas en su superficie.

Funciones:

• Rugoso: Almacenamiento y transporte de las proteínas fabricadas en los ribosomas que posee adosados.
• Liso: Síntesis de lípidos, como esteroides, fosfolípidos y triglicéridos. Detoxificación de materiales nocivos y medicamentos que penetran en las células, especialmente en el hígado.

El RER abunda en aquellas células que fabrican grandes cantidades de proteínas.

El REL es abundante en células especializadas en la síntesis de lípidos.

• Aparato de Golgi: Organelo único del sistema de membranas internas constituido por sacos aplanados o cisternas apiladas y vesículas.

Funciones:

• Procesa, clasifica y capacita las moléculas sintetizadas en el RER y REL, para convertirlos en moléculas funcionales.
• Sintetiza moléculas que forman parte de paredes o de membranas celulares.
• Produce vesículas de secreción, llenas de materiales originados en el RER y REL.

Participa en la formación de lisosomas.

• Lisosomas: Organelos provistos de una membrana limitante que encierra gran cantidad de enzimas digestivas, que degradan materiales provenientes del exterior o de la misma célula. Su membrana es resistente a las enzimas que contiene y protege a la célula de la autodestrucción.

Funciones:

• Digestión de material extracelular mediante la exocitosis de enzimas.
• Digestión de restos de membranas celulares mediante autofagia. Esto permite la renovación y el recambio de organelos en células dañadas o que envejecen.
• Digestión de elementos y otros materiales incorporados a la célula.
• Mediante el rompimiento de la membrana lisosomal en forma programada, la célula puede determinar su autodestrucción, fenómeno que es crucial en varias etapas de la vida y se denomina apoptosis.

• Peroxisomas: Organelos redondeados, que poseen una serie de enzimas en su interior.

Funciones:

• Sus enzimas utilizan O2 para eliminar átomos de hidrógeno a varios tipos de moléculas orgánicas, a través de una reacción química que produce peróxido de hidrógeno. Toma el H2O2, junto a diversas sustancias que pueden resultar tóxicas, y transformarlas en agua.

• Ribosomas: Organelos no membranosos. Gránulos pequeñosm consistentes en ARN y proteínas. Cada ribosoma está constituido por dos subunidades: una mayor y otra menor.

Funciones:

• Síntesis de proteínas.

• Mitocondria: Organelos dotados de una doble membrana, que limita un compartimiento en el que se encuentran diversas enzimas que controlan el proceso de la respiración celular. Cada mitocondria consta de una membrana externa bastante permeable y otra interna y plegada, muy impermeable. El plegamiento de la membrana interna forma las crestas mitocondriales, cuyo fin es disponer de una mayor superficie para realizar reacciones químicas.

Funciones:

• Síntesis de moléculas de ATP, mediante la degradación de carbohidratos, proceso conocido como respiración celular. Las moléculas de ATP son indispensables en la ejecución de tareas que requieren energía, por ejemplo, la síntesis de proteínas.

Membrana

La membrana plasmática está constituida por una doble capa de fosfolípidos, que forman una bicapa lipídica con proteínas insertas total o parcialmente. Funciona como una barrera celular e impide que el contenido de la célula se escape hacia el exterior.

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