La Celula

OBJETIVO 1: LA CELULA

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA BIOLOGICA

Antes de comenzar a desarrollar los diferentes aspectos relativos a la estructura y función de la célula es necesario ubicar a la misma dentro de los niveles de organización de la materia.

Materia es todo lo que nos rodea y que puede ser perceptible a través de los sentidos.

Los niveles de organización de la materia de lo macro a lo micro son:

1.-) Nivel macroscópico:

 Noósfera: Es el resultado de la transformación de la biósfera por la inteligencia humana. Es un concepto de la biología teórica.

 Biósfera: Es el conjunto de ecosistemas naturales desarrollados en el seno de los mares o en la superficie de los continentes.

 Ecosistema: Los ecólogos emplean el término ecosistema para indicar una unidad natural de partes vivientes o inertes, con interacciones mutuas para producir un sistema estable en el cual el intercambio de sustancias entre las plantas vivas e inertes es de tipo circular. Un ecosistema puede ser tan grande como el océano o un bosque, o uno de los ciclos de los elementos, o tan pequeño como un acuario que contiene peces tropicales, plantas verdes y caracoles. Para calificarla de un ecosistema, la unidad ha de ser un sistema estable, donde el recambio de materiales sigue un camino circular. Un ejemplo clásico de un ecosistema bastante compacto para ser investigado en detalle cuantitativo es una laguna o un estanque. La parte no viviente del lago comprende el agua, el oxígeno disuelto, el bióxido de carbono, las sales inorgánicas como fosfatos y cloruros de sodio, potasio y calcio, y muchos compuestos orgánicos. Los organismos vivos pueden subdividirse en productores, consumidores y desintegradores según su papel contribuyendo a conservar en función al ecosistema como un todo estable de interacción mutua.

 Comunidad (o biocenosis): Es un sistema biológico que agrupa el conjunto de poblaciones habitantes de un mismo lugar determinado, en unas condiciones dadas del medio y en un momento concreto.

 Especie: Es un conjunto de individuos que comparten características similares, tanto físicas como psicológicas.

 Individuo (organismo): Es un sistema biológico funcional, que en los casos más simples, se reduce a una sola célula (unicelular), pero que, en principio, está compuesto por numerosas células, que pueden estar agrupadas en tejidos y órganos. Un individuo se caracteriza por su anatomofisiología y su metabolismo complejo. En un momento dado, un individuo posee una determinada biomasa que se puede expresar en peso vivo (fresco) o en peso de materia seca.

 Órgano: En biología, un órgano (del latín órganum: ‘instrumento, herramienta’) es un conjunto asociado de tejidos que concurren en estructura y que tienen un determinado fin, necesario para la existencia del individuo. Los órganos representan el nivel de organización biológica superior al "tejido" e inferior al "sistema". Ejm: el corazón.

 Tejido: El tejido celular es un conjunto asociado de células de la misma naturaleza, diferenciadas de un modo determinado, ordenadas regularmente, con comportamiento fisiológico y origen embrionario comunes. En los animales estos componentes celulares están dispuestos en una matriz de características particulares para cada tejido. Esta matriz es usualmente generada por las células que componen el tejido, por lo que podemos decir que los tejidos están constituidos, fundamentalmente, por un componente celular y, en algunos casos, por un componente extracelular. Ejm: tejido nervioso.

2.- Nivel microscópico:

 Célula: Es la unidad anatómica, funcional y reproductiva de los seres vivos.

 Organelos citoplasmáticos: Son diferentes estructuras suspendidas en el citoplasma de una célula eucariota, que tienen una forma y unas funciones especializadas bien definidas y diferenciadas. La célula procariota normalmente carece de orgánulos.

 Materiales biológicos: Está constituido por proteínas, lípidos, ácidos nucleicos, etc. y se integran en la naturaleza en un cierto número de niveles de organización cada vez mas complejos.

 Molécula: es una partícula formada por un conjunto de átomos ligados por enlaces covalentes o metálicos. Constituye la mínima cantidad de una sustancia que mantiene todas sus propiedades químicas.

 Átomo: El átomo es la menor fracción en que puede dividirse un elemento simple sin que pierda sus propiedades químicas y pudiendo ser objeto de una reacción química. Está formado por un conjunto de nucleones (protones y neutrones), situados en el núcleo, que concentra la casi totalidad de la masa atómica y a cuyo alrededor gira, en distintos orbitales, un número de electrones igual al de protones.

LA CELULA: CONCEPTO

La Célula (del latín cellula, diminutivo de cella, hueco) es la unidad anatómica, funcional y reproductiva de los seres vivos.

Es la unidad anatómica porque puede constituir un individuo completo por si misma, y además de ser la mínima unidad viviente que constituye a los seres vivos y que puede existir de manera independiente.

Es funcional porque es capaz de realizar todas las funciones vitales de un ser vivo: respiración, reproducción, excreción, crecimiento, alimentación y otras.

Es reproductiva porque tiene la capacidad de dividirse y dar origen a otras células con las mismas características.

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 más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (1014), como en el caso del ser humano. Las células suelen poseer un tamaño de 10 µm y una masa de 1 ng, si bien existen células mucho mayores

2.1 TEORIA CELULAR:

El concepto de célula como unidad anatómica y funcional de los organismos surgió entre los años 1830 y 1880, aunque fue en el siglo XVII cuando Robert Hooke describió por vez primera la existencia de las mismas, al observar en una preparación vegetal la presencia de una estructura organizada que derivaba de la arquitectura de las paredes celulares vegetales. En 1830 se disponía ya de microscopios con una óptica más avanzada, lo que permitió a investigadores como Theodor Schwann y Matthias Schleiden definir los postulados de la teoría celular, la cual afirma, entre otras cosas:

 Que la célula es una unidad morfológica de todo ser vivo: es decir, que en los seres vivos todo está formado por células o por sus productos de secreción.

 Este primer postulado sería completado por Rudolf Virchow con la afirmación Omnis cellula ex cellula, la cual indica que toda célula deriva de una célula precedente (biogénesis). En otras palabras, este postulado constituye la refutación de la teoría de generación espontánea o ex novo, que hipotetizaba la posibilidad de que se generara vida a partir de elementos inanimados.

 Un tercer postulado de la teoría celular indica que las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, y son controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula ocurren todas las funciones vitales, de manera que basta una sola de ellas para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.

 Finalmente, el cuarto postulado de la teoría celular expresa que cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular.

2.2 FORMA Y TAMAÑO DE LA CELULA

El tamaño y la forma de las células depende de sus elementos más periféricos (por ejemplo, la pared, si la hubiere) y de su ESTRUCTURA INTERNA (es decir, el citoesqueleto). Además, la competencia por el espacio tisular provoca una morfología característica: por ejemplo, las células vegetales, poliédricas in vivo, tienden a ser esféricas in vitro. Incluso pueden existir parámetros químicos sencillos, como los gradientes de concentración de una sal, que determinen la aparición de una forma compleja.

En cuanto al tamaño, la mayoría de las células son microscópicas, es decir, no son observables a simple vista. A pesar de ser muy pequeñas (un milímetro cúbico de sangre puede contener unos cinco millones de células), el tamaño de las células es extremadamente variable. La célula más pequeña observada, en condiciones normales, corresponde a Mycoplasma genitalium, de 0,2 μm, encontrándose cerca del límite teórico de 0,17 μm. Existen bacterias con 1 y 2 μm de longitud. Las células humanas son muy variables: hematíes de 7 micras, hepatocitos con 20 micras, espermatozoides de 53 μm, óvulos de 150 μm e, incluso, algunas neuronas de en torno a un metro. Para la viabilidad de la célula y su correcto funcionamiento siempre se debe tener en cuenta la relación superficie-volumen, lo que dificultaría el nivel y regulación de los intercambios de sustancias vitales para la célula.

Respecto de su forma, las células presentan una gran variabilidad, e, incluso, algunas no la poseen bien definida o permanente. Pueden ser: fusiformes (forma

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