Biologia General

Célula animal y vegetal

Las células son la porción más pequeña de materia viva capaz de realizar todas las funciones de los seres vivos, es decir, reproducirse, respirar, crecer, producir energía, etc.

Existen dos tipos de células con respecto a su origen, células animales y células:

En ambos casos presentan un alto grado de organización con numerosas estructuras internas delimitadas por membranas.

La membrana nuclear establece una barrera entre el material genético y el citoplasma.

Las mitocondrias, de interior sinuoso, convierten los nutrientes en energía que utiliza la planta.

Diferencias entre células animales y vegetales

Tanto la célula vegetal como la animal poseen membrana celular, pero la célula vegetal cuenta, además, con una pared celular de celulosa, que le da rigidez.

La célula vegetal contiene cloroplastos: organelos capaces de sintetizar azúcares a partir de dióxido de carbono, agua y luz solar (fotosínteis) lo cual los hace autótrofos (producen su propio alimento) , y la célula animal no los posee por lo tanto no puede realizar el proceso de fotosíntesis.

Pared celular: la célula vegetal presenta esta pared que está formada por celulosa rígida, en cambio la célula animal no la posee, sólo tiene la membrana citoplasmática que la separa del medio.

Una vacuola única llena de líquido que ocupa casi todo el interior de la célula vegetal, en cambio, la célula animal, tiene varias vacuolas y son más pequeñas.

Las células vegetales pueden reproducirse mediante un proceso que da por resultado células iguales a las progenitoras, este tipo de reproducción se llama reproducción asexual.

Las

células animales pueden realizar un tipo de reproducción llamado reproducción sexual, en el cual, los descendientes presentan características de los progenitores pero no son idénticos a él.

EL CICLO CELULAR

El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. Las células que se encuentran en el ciclo celular se denominan «proliferantes» y las que se encuentran en fase G0 se llaman células quiescentes. Todas las células se originan únicamente de otra existente con anterioridad. El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se divide, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina dos nuevas células hijas.

FASES DEL CICLO CELULAR

La célula puede encontrarse en dos estados claramente diferenciados:

1.El estado de no división o interfase. La célula realiza sus funciones específicas y, si está destinada a avanzar a la división celular, comienza por realizar la duplicación de su ADN. Es el período comprendido entre divisiones celulares. Es la fase más larga del ciclo celular, ocupando casi el 90% del ciclo, trascurre entre dos mitosis

2.El estado de división, llamado fase M.

Interfase comprende tres etapas:

•Fase G1 (del inglés Growth o Gap 1):. Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. Tiene una duración de entre 6 y 12 horas, y durante este tiempo la célula duplica su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes.

•Fase S (del inglés Synthesis): Es la segunda fase del

ciclo, en la que se produce la replicación o síntesis del ADN, como resultado cada cromosoma se duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble de ADN que al principio. Tiene una duración de unos 6-8 horas.

•Fase G2 (del inglés Growth o Gap 2): Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el principio de la división celular. Tiene una duración entre 3 y 4 horas.

Fase M (mitosis)

Es la división celular en la que una célula progenitora (células eucariotas, células somáticas -células comunes del cuerpo-) se divide en dos células hijas idénticas. Esta fase incluye la mitosis, a su vez dividida en: profase, metafase, anafase, telofase; y la citocinesis, que se inicia ya en la telofase mitótica. Si el ciclo completo durara 24 h, la fase M duraría alrededor de media hora (30 minutos).

CITOCINESIS

La citocinesis es la división del citoplasma y difiere significativamente en las células vegetales y en las animales. En las células animales, durante la telofase temprana la membrana comienza a constreñirse alrededor de la circunferencia de la célula, en el plano ecuatorial del huso. La constricción se produce por la contracción de un anillo compuesto principalmente por filamentos de actina y miosina –el anillo contráctil – que se encuentra unido a la cara citoplasmática de la membrana celular . El anillo contráctil actúa en la membrana de la célula materna, a la altura de su línea media, estrangulándola hasta que se separan las dos células hijas.

En las células vegetales, una serie de vesículas divide al

citoplasma en la línea media. Estas vesículas, son producidas por los complejos de Golgi y contienen polisacáridos. Las vesículas migran hacia el plano ecuatorial, transportadas por los ásteres ; finalmente se fusionan y forman una estructura plana limitada por la placa celular. A medida que se agregan más vesículas, los bordes de la placa en crecimiento se fusionan con la membrana de la célula y se forma una capa de polisacáridos entre las dos células hijas, completándose su separación. Esta capa se impregna con pectinas y forma finalmente la laminilla media. Cada nueva célula construye, así, su propia pared celular, depositando celulosa y otros polisacáridos sobre la superficie externa de su membrana celular.

Cuando se completa la división celular, se han producido dos células hijas, más pequeñas que la célula materna, pero indistinguibles de ésta en cualquier otro aspecto.

COMPONENTES REGULADORES

El ciclo celular es controlado por un sistema que vigila cada paso realizado. En regiones concretas del ciclo, la célula comprueba que se cumplan las condiciones para pasar a la etapa siguiente: de este modo, si no se cumplen estas condiciones, el ciclo se detiene. Existen cuatro transiciones principales:

1.Paso de G0 a G1: comienzo de la proliferación.

2.Transición de G1 a S: iniciación de la replicación.

3.Paso de G2 a M: iniciación de la mitosis.

4.Avance de metafase a anafase.

Los genes que regulan el ciclo celular se dividen en 4 grandes grupos:

1. GENES QUE CODIFICAN PROTEÍNAS PARA EL CICLO: enzimas y precursores de la síntesis de ADN,

2. GENES QUE CODIFICAN PROTEÍNAS QUE REGULAN POSITIVAMENTE EL

CICLO: también llamados PROTOONCOGENES. Las proteínas que codifican activan la proliferación celular, para que células quiescentes pasen a la fase S y entren en división. Algunos de estos genes codifican las proteínas del sistema de ciclinas y quinasas dependientes de ciclina. Pueden ser:

2.1 Genes de respuesta temprana, inducidos a los 15 minutos del tratamiento con factores de crecimiento, sin necesidad de síntesis proteica;

2.2 Genes de respuesta tardía, inducidos más de una hora después del tratamiento con factores de crecimiento, su inducción esta causada por las proteínas producidas por los genes de respuesta temprana.

3. GENES QUE CODIFICAN PROTEÍNAS QUE REGULAN NEGATIVAMENTE EL CICLO: También llamados GENES SUPRESORES TUMORALES.

Las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclina (CDK), son sintetizadas a partir de protooncogenes y trabajan en cooperación para regular el ciclo positivamente.

Los protooncogenes son genes cuya presencia o activación a oncogenes pueden estimular el desarrollo de cáncer. Cuando se activan exageradamente en las células normales provocan que ellas pierdan el control de la división y se mantengan proliferando sin control.

Las ciclinas son un grupo heterogéneo de proteínas. Se distinguen según el momento del ciclo en el que actúan. Las ciclinas son proteínas de vida muy corta: tras disociarse de sus kinasas asociadas, se degradan con extrema rapidez.

Las kinasas dependientes de ciclinas (CDK por sus siglas en inglés) son moléculas que presentan una estructura proteica .

4. GENES SUPRESORES DE TUMORES: Los genes supresores de tumores regulan negativamente el ciclo. Se

encargan de que la mitosis no continúe si se ha producido una alteración del proceso normal. Entre estos genes, también llamados 'de verificación', se encuentran los que codifican:

 - productos que evitan mutaciones de genes reguladores del ciclo

 - proteínas que inactivan las CDK

 - proteínas inhibidoras del ciclo (por ejemplo, p53, p21, p16)

 -proteína Rb (proteína del retinoblastoma), cuya alteración génica recesiva causa el cáncer de retina con ese nombre.

 - proteínas que inducen la salida del ciclo hacia un estado celular diferenciado o hacia apoptosis.

El proceso de síntesis y ensamblaje de ciclinas/CDK está regulado por tres tipos de factores:

Factores mitógenos, que estimulan la división celular.

Factores de crecimiento (GFs), que producen un aumento de tamaño al estimular la síntesis proteica.

Factores de supervivencia, que suprimen la apoptosis.

PUNTOS DE CONTROL

Existen unos puntos de control en el ciclo que aseguran la progresión sin fallos de éste, evaluando el correcto avance de procesos

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