La célula: apuntes básicos

Célula: Apuntes Básicos

Alcides Mendoza Coba. (Dalhy) Cajamarca, 2010

«Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva con amor, fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la semilla ya no germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy)

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La célula: apuntes básicos

LA CÉLULA La célula es una unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. La célula es la unidad anatómica estructural, fisiológica y genética de todo ser vivo. La ciencia que estudia a la célula es la Citología. Las primeras aproximaciones al estudio de la célula surgieron en el siglo XVII; tras el desarrollo a finales del siglo XVI de los primeros microscopios. Éstos permitieron realizar numerosas observaciones, que condujeron en apenas doscientos años a un conocimiento morfológico relativamente aceptable. A continuación se enumera una breve cronología de tales descubrimientos:  1665: Robert Hooke observó en láminas de corcho, realizadas con un microscopio de 50 aumentos construido por él mismo, logrando identificar pequeñas celdillas a las que bautizó con el nombre de «células» (del latín cellulae, celdillas).

Microscopio de Robert Hooke

 Década de 1670: Anton Van Leeuwenhoek, observó diversas células eucariotas (como protozoos y espermatozoides) y procariotas (bacterias).  1745: John Needham describió la presencia de «animálculos» o «infusorios»; se trataba de organismos unicelulares.  Década de 1830: Theodor Schwann estudió la célula animal; junto con Matthias Schleiden postularon que las células son las unidades elementales en la formación de las plantas y animales, y que son la base fundamental del proceso vital.  1831: Robert Brown describió el núcleo celular.  1839: Purkinje observó el citoplasma celular.

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 1850: Rudolf Virchow postuló que todas las células provienen de otras células (Omnis cellula e cellula.  1857: Kölliker identificó las mitocondrias.  1860: Pasteur realizó multitud de estudios sobre el metabolismo de levaduras y sobre la asepsia.  1880: August Weismann descubrió que las células actuales comparten similitud. estructural

y molecular con células de tiempos remotos.  1931: Ernst Ruska construyó el primer microscopio electrónico de transmisión en la Universidad de Berlín. Cuatro años más tarde, obtuvo un poder de resolución doble a la del microscopio óptico.  1981: Lynn Margulis publica su hipótesis sobre la endosimbiosis (*) serial, que explica el origen de la célula eucariota.

(*) La endosimbiosis Es una asociación estrecha entre especies, en la que los individuos de una residen dentro de las células de la otra. Algunos orgánulos de las células eucariotas (células con núcleo), como las mitocondrias

y los plastos (cloroplastos), proceden de su simbiosis inicial con ciertas bacterias.

Los estudios de Mathias Scheleiden, de Teodoro Schwan y de Rudolph Virchow, sirvieron para sentar las bases de la Teoría Celular, cuyos principales postulados son los siguientes: Las células constituyen las unidades morfológicas y fisiológicas de todos los organismos. Las propiedades de un ser vivo depende de las de sus células individuales. Las células se originas sólo de otras células y su continuidad se mantiene a través del material genético. La unidad más pequeña de la vida es la célula.

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El rápido desarrollo de la biología celular y molecular en el siglo actual puede atribuirse a: El mayor poder de resolución obtenido con el microscopio electrónico y la difracción de rayos X.

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Convergencia con otras ramas de la investigación biológica, como por ejemplo la genética y la bioquímica.

CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DE LA CÉLULA Las principales características de la célula que permite diferenciarlo de los sistemas abióticos son las siguientes:  Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.  Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular.  Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular  Irritabilidad . Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denomina síntesis.  Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células de modo regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o negativo.

genético se encuentra disperso citoplasma genético en el citosol.

en

el

Las células procarióticas contienen ribosomas pero carecen de sistemas de endomembranas (esto es, orgánulos delimitados por membranas biológicas). Sin embargo, existen excepciones: algunas bacterias fotosintéticas poseen sistemas de membranas internos. También en el Filo Planctomycetes existen organismos como Pirellula que rodean su material genético mediante una membrana intracitoplasmática y Gemmata obscuriglobus que lo rodea con doble membrana. Por lo general podría decirse que los procariotas carecen de citoesqueleto. Las células procarióticas se encuentran presentes en el reino monera. A continuación se muestra la estructura de una bacteria (ser procariótico)

CLASES DE CÉLULA. La clasificación de las células se hace atendiendo ciertos criterios; por eso, se pueden clasificar por su evolución, por su tamaño, por su nutrición, por su forma y por el reino al que pertenecen.

I.

POR SU EVOLUCIÓN. Las células pueden ser: Procarióticas o eucarióticas. A. CÉLULA PROCARIÓTICA Las células procariotas son pequeñas y menos complejas que las eucariotas. Carecen de membrana nuclear, por lo que su material

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Imagen extraída de: www.genomasur.com/lecturas/01-02-G.gif IMPORTANTE:

Escherichia coli

Esta bacteria es el organismo procarionte más estudiado por el ser humano. La E. coli es una bacteria que se encuentra generalmente en los intestinos animales y por ende en las aguas negras. Fue descrita por primera vez en 1885 por Theodore von Escherich, bacteriólogo alemán, quién la denominó Bacterium coli. Posteriormente la taxonomía le adjudicó el nombre de Escherichia coli, en honor a su

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descubridor. Ésta y otras bacterias son necesarias para el funcionamiento correcto del proceso digestivo. Además produce vitaminas B y K. Es un bacilo que reacciona negativamente a la tinción de Gram (gramnegativo), es anaeróbico facultativo, móvil por flagelos peritricos (que rodean su cuerpo), no forma esporas, es capaz de fermentar la glucosa y la lactosa.

IV.

POR SU FORMA. Clasificar a las células por su forma es relativo; ya que, en muchos de los casos la forma de las células depende de la fisiología y estado de la célula. Algunas formas de células son las siguientes: 

Células estrelladas. Las que tienen una forma que se asemeja a una estrella: Ejemplo, las neuronas.

Las células por su tamaño, pueden ser: Macroscópicas, microscópicas y ultramicroscópicas.



Células macroscópicas. son células observadas fácilmente a simple vista. Esto obedece el gran volumen de alimentos de reserva que contienen. Ejemplo: la yema de huevo de las aves y reptiles, que alcanzan varios centímetros de longitud.



Esféricas, como óvulos y los cocos (bacterias). Ovoides, como las levaduras Cúbicas, como en el folículo tiroideo. Aplanadas. En estas células las dimensiones son mayores que su grosor. Generalmente forman tejidos de revestimiento, como las células epitelialesAlargadas. En las cuales un eje es mayor que los otros dos. Estas células forman parte de ciertas mucosas que tapizan el tubo digestivo. Fusiformes. Son las células que Las que tienen la forma parecida a un huso. Por ejemplo las fibras musculares.

B. CÉLULA EUCARIÓTICA. Las células eucariotas son las más evolucionas y complejas. Presentan principalmente membrana nuclear, dentro del cual está el material genético y una estructura básica relativamente estable caracterizada por la presencia de distintos tipos de orgánulos intracitoplasmáticos especializados.

II.







III.

POR SU TAMAÑO.

Células Microscópicas.- observable únicamente en el microscopio para escapar del limite de visibilidad luminosa, cuyo tamaño se expresa con la unidad de medida llamada micro o micron. Ejemplo: los glóbulos rojos o hematíes, lo cocos, las amebas, Etc.

 





Células Ultramicroscópicas.- son sumamente pequeños y observables únicamente con el microscopio electrónico. En este caso se utiliza como unidad de medida el milimicrón (mu), que es la millonésima parte del milímetro o la milésima parte de una micra.

Gráficos de algunas células

POR SU NUTRICIÓN. Las células pueden ser autótrofas o heterótrofas. Las primeras elaboran sus propios alimentos mientras que las otras se alimentan a base de alimentos producidos por otras células.

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PARTES DE UNA CÉLULA EUCARIÓTICA TÍPICA. Una célula eucariótica típica está formada por: Membrana celular, citoplasma y núcleo.

I.

MEMBRANA CELULAR CITOPLASMÁTICA (PLASMALEMA).

La membrana celular o plasmática es una estructura laminar que engloba a las células, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior y el exterior de éstas. Además, se asemeja a las membranas que delimitan los orgánulos de células eucariotas. En los estudios iniciales de la membrana, se proppusieron dos modelos: El

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modelo de Davson – Danielli y el Modelo de Robertson. Posteriormente en el año de 1972, Singer y Nicholson propusieron el modelo del Mosaico Fluido. - Según el modelo de Davson – Danielli (1953), la membrana celular está formada por una bicapa de fosfolípidos cubiertas en cada superficie por una monocapa de proteínas globulares hidratadas.

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Según el modelo de Robertson, plantea que la membrana celular está formada por una bicapa de fosfolípidos, pero en ambos lados está cubierta de proteínas extendidas.

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Según el Modelo del Mosaico Fluido, la membrana está constituida por una bicapa (doble capa) de fosfolípidos, con proteínas asociadas. Estas proteínas pueden ser: Integrales o intrínsecas. Cuando atraviesan toda la membrana. Periféricas o extrínsicas. Son las proteínas que se encuentran ancladas en uno de los lados de la membrana celular.

Composición química de la membrana celular. La membrana celular en forma general contiene fosfolípidos, glucolípidos y esteroides, variando la cantidad y la participación de otros componentes de acuerdo a la naturaleza y función que desempeña la célula.

FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR. a.

Transporte. La membrana celular permite el intercambio de materiales entre el medio interno de la célula con el medio externo. Pero es necesario indicar que a membrana celular sólo permite el paso de determinadas sustancias, cuya propiedad se llama PERMEBILIDAD SELECTIVA. La permeabilidad de una membrana plasmática a las distintas sustancias depende de varios factores, dependientes a su vez de la estructura de la membrana.

El transporte de sustancias a través de la membrana, se da mediante procesos pasivos o procesos activos.

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PROCESOS PASIVOS. Son los que se realizan sin gasto de energía (ATP). Estos procesos de transporte dependen de las diferencias de presión, concentración o de un proceso de difusión. Entre los principales procesos pasivos están la difusión simple, la difusión facilitada, la ósmosis y la filtración. - La difusión simple. Es el paso de moléculas, iones, sustancias, de una zona de alta concentración a otra de menor concentración, por la diferencia de concentraciones, es decir que el paso se da a favor de la gradiente de concentración. Como la difusión depende de la energía cinética de las partículas, se produce con mayor rapidez cuando aumenta la temperatura. Además, a un mayor gradiente (diferencia) de concentración hará que la difusión se haga más rápida. Por otra parte, las moléculas pequeñas se difunden con mayor rapidez que las grandes. - Difusión Facilitada. Es el movimiento de moléculas más grandes que no pueden pasar a través de la membrana plasmática

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y necesita ayuda de una proteína de -

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Ósmosis. “Consiste en el movimiento neto de un disolvente, el agua en los seres vivos, a través de membranas de permeabilidad selectiva” (Gerard J. Tortora. Principios de Anatomía y Fisiología. Edit. Mosby /Doyma Libros. 1996. Página 63.). El agua se mueve por ósmosis a través de las membranas desde las zonas en ÓSMOSIS Y CONCENTRACIÓN las que se DE SOLUCIONES encuentra a una concentración  En un medio elevada hasta las isotónico, hay un equilibrio zonas donde la dinámico, es decir, concentración es el paso constante menor. Al hablar de agua. de ósmosis es  En un medio hipotónico, la necesario hablar de célula absorbe presión osmótica, agua hinchándose y hasta el punto en que se define como que puede estallar la presión necesaria dando origen a la para evitar el citólisis. movimiento neto  En un medio hipertónico, la del agua desde célula elimina agua una solución a otra, y se arruga cuando ambas llegando a deshidratarse y se soluciones están muere, esto se separadas por una llama crenación membrana permeable al agua. Filtración o Diálisis. Es el movimiento de agua y moléculas disueltas a través de la membrana debido a la presión hidrostática generada por el sistema cardiovascular. Dependiendo del tamaño de los poros de la membrana, sólo los solutos con un determinado tamaño pueden pasar a través de la membrana. Por ejemplo, los poros de la membrana de la cápsula de Bowman en los glomérulos renales, son muy pequeños, y sólo la albúmina, la más pequeña de las proteínas, tienen la capacidad de ser filtrada a través de ella. Por otra parte, los poros de las membranas de los hepatocitos son extremadamente grandes, por lo que una gran variedad de solutos pueden atravesarla

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trasporte.

PROCESOS ACTIVOS. Son los que se realizan CON gasto de energía (ATP). Existe dos tipos activos de transporte de volumen: Endocitosis y exocitosis. La endocitosis puede ser la fagocitosis y la pinocitosis. La primera es cuando se transporta sustancias sólidas, y la pinocitosis es cuando se transporta sustancias líquidas o en disolución. Es la expulsión de sustancias como la insulina a través de la fusión de vesículas con la membrana celular. La exocitosis es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática, liberando su contenido. La exocitosis se observa en muy diversas células secretoras, tanto en la función de excreción como en la función endocrina. También interviene la exocitosis en la secreción de un neurotransmisor a la brecha sináptica, para posibilitar la propagación del impulso nervioso entre neuronas. La secreción química desencadena una despolarización del potencial de membrana, desde el axón de la célula emisora hacia la dendrita (u otra parte) de la célula receptora. Este neurotransmisor será luego recuperado por endocitosis para ser reutilizado. Sin este proceso, se produciría un fracaso en la transmisión del impulso nervioso entre neuronas. Al hablar de procesos activos de transporte es necesario hablar de transporte activo primario y de transporte activo secundario. Transporte activo primario: la bomba de sodio. La bomba de trasporte activo primario más abundante en el organismo es la bomba de sodio, que mantiene una baja concentración de iones sodio (Na+) en el citosol bombeándolos hacia fuera en contra de su gradiente de concentración. También desplaza los iones de potasio (K+) hacia el interior de las células en

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contra de su gradiente de concentración. La bomba de sodio ha de trabajar continuamente, puesto que tanto el ión potasio como el ión sodio cruzan la membrana plasmática muy despacio, a través de los canales (poros).

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II.

Transporte activo secundario: simporte y antiporte. La bomba de sodio mantiene una gran diferencia de concentración de Na+ a ambos lados de la membrana plasmática. Estos iones han almacenado energía de forma similar a la que almacenan el agua contenida por una presa. Por tanto, si el Na+, puede retroceder será posible emplear parte de la energía almacenada para transportar sustancias en contra de sus gradientes de concentración. A veces, dos sustancias (generalmente ión sodio y otra sustancia) se mueven en la misma dirección a través de la membrana plasmática. Este proceso recibe el nombre de SIMPORTE (contransporte). Por ejemplo, la glucosa, la fructuosa y los aminoácidos penetran en las células que revistan el aparato gastrointestinal y los túbulos de los riñones mediante simportes que utilizan Na +. Otras veces dos sustancias (habitualmente Na+ y otra sustancia) pueden moverse también en direcciones opuestas a través de las membranas plasmáticas, este proceso recibe el nombre de antiporte o contratransporte. Por ejemplo, la mayoría de los antiportes son Na+/Ca2+, que mantienen una concentración baja de Ca2+ en el citosol de las células. b.

Otras funciones de la membrana celular son las siguientes:

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Delimita el medio intracelular del medio extracelular. Función receptora y transmisora.

CITOPLASMA. Es la parte interior de las células y la parte externa del núcleo. La porción semilíquida del citoplasma, en la que se encuentran suspendidas las organelas, las inclusiones y disueltos los solutos, es el citosol o líquido intracelular. Físicamente el citosol es un líquido tipo gel, viscoso y transparente, que contiene partículas en suspensión y una serie de diminutos túbulos y filamentos que forman un citoesqueleto. Químicamente, el citosol está formado por agua, en un 75 % a un 90 %, y por componentes sólidos. Las proteínas. Los carbohidratos, los lípidos y las sustancias inorgánicas constituyen la mayor parte de componentes sólidos. COLOIDE CELULAR. En el coloide celular interactúan dos fases: Fase dispersante y fase dispersa. -

Fase dispersante. Es la fase constituida por el agua de la célula, además mantienen en disolución moléculas polares. El agua se encuentra de dos formas: agua libre que representa el 95 % del agua celular y el agua ligada que se encuentra hidratando a las moléculas y representa el 5 % del agua celular.

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Fase dispersa. Es la fase formada por micelas, partículas coloidales que son macromoléculas o agregados moleculares de gran tamaño, distribuidas en el agua.

En el coloide celular es posible distinguir dos formas de agregación: el citogel y el citosol, los cuales están en constante interconversión, en un proceso llamado tixotropía. El citogel o plasmagel (ectoplasma), está constituido por la parte más densa y viscosa del coloide y el citosol o plasmasol

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(endoplasma), está constituido por la parte más diluida del coloide, con un nivel más simple de agregación. En el citosol se realizan la mayor parte de reacciones metabólicas.

proteínas que sintetizan son sobre todo para la exportación. Los ribosomas de las células procariotas son los más estudiados. Son de 70 S y su masa molecular es de 2.500 kilodalton(Kd). Las moléculas de ARNr forman el 65% del ribosoma y las proteínas representan el 35%.

ORGANELAS CITOPLASMÁTICOS. Son estructuras especializadas que tienen formas características y que desempeñan papeles específicos en el crecimiento, mantenimiento, reparación y control celular. Los números y tipos de organelas varían de unas clases de células a otras, dependiendo de sus funciones.

En eucariotas, los ribosomas son 80 S. Su peso molecular es de 4.200 Kd. Contienen un 40% de ARNr y 60% de proteínas. Es necesario indicar que las mitocondrias tienen su propio aparato de síntesis proteica que incluye ribosomas, ARNt y ARNm. Los ribosomas mitocondriales de las células animales contienen dos tipos de ARN ribosómicos.

Entre los principales organelas citoplasmáticas se pueden mencionar: 

RIBOSOMAS. Son diminutas esferas que contienen ARN ribosómico (ARNr) y varias proteínas ribosómicas. Los ribosomas se llaman así por su elevado contenido del ácido ribonucleico. En células eucariotas, los ribosomas se elaboran en el núcleo pero desempeñan su función de en el citosol Son visibles al microscopio electrónico, debido a su reducido tamaño (29 nm en células procariotas y 32 nm en eucariotas). Bajo el microscopio electrónico se observan como estructuras redondeadas, densas a los electrones. Bajo el microscopio óptico se observa que son los responsables de la basofilia que presentan algunas células. Están en todas las células (excepto en los espermatozoides). Cuando están completos, pueden estar aislados o formando grupos (polisomas); también pueden aparecer asociados al retículo endoplasmático rugoso o a la membrana nuclear, y las

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Los ribosomas que aparecen en plastos son similares a los procariotas. La función principal de los ribosomas es síntesis de proteínas. 

la

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE). Es un sistema de canales rodeados por membranas que tienen distintas formas y que reciben el nombre de cisternas. Se encuentra en la célula animal y vegetal pero no en la célula procariota. El RE se continúa con la membrana nuclear y, teniendo en cuenta su asociación con los ribosomas, se divide en dos tipos: Retículo endoplasmático rugoso o granular (R.E.R) y retículo endoplasmático liso o agranular (R.E.L). El retículo endoplasmático rugoso tiene esa apariencia debido a los numerosos ribosomas adheridos a su membrana mediante unas proteínas denominadas "riboforinas".

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La función principal del R.E,R es la síntesis de proteínas, por eso se encuentra presente en células que por su función deben realizar una activa labor de síntesis, como las células hepáticas, células de crecimiento o las células del páncreas. El retículo endoplasmático liso no tiene ribosomas adheridos en su superficie. Este retículo participa en los procesos de detoxificación celular, siendo el lugar donde son metabolizadas una gran cantidad de drogas como fenobarbital, alcaloides, hidrocarburos aromáticos y otras sustancias potencilmente dañinas para la célula.

Las mitocondrias se autorreplican, es decir, se dividen para aumentar su número. Este proceso de replicación está controlado por el ADN que forma parte de la estructura mitocondrial. La autorreplicación suele producirse en respuesta al aumento de las necesidades celulares de ATP por medio de la

fosforilación oxidativa y en el momento de la división celular. En la mitocondria sucede el ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico. La científica estadounidense Lynn

La función principal del R.E.L es llevar a cabo la síntesis de fosfolípidos y esteroides. En las células musculares el retículo endoplasmático liso es llamado retículo sarcoplasmático, el cual cumple la función de almacenar calcio (Ca+) y de liberarlo durante la contracción muscular. 

MITOCONDRIAS. Fueron descubiertas en 1898 por Benda. Son organelas bimembranosas semiautónomas encargadas de la respiración celular. A las mitocondrias se les llama también centrales eléctricas de las células. Una mitocondria está formada por dos membranas, cada una de las cuales tiene una estructura similar a la de la membrana celular. La membrana mitocondrial externa es lisa, pero la interna dispone de una serie de pliegues llamados crestas. La cavidad central de la mitocondria, rodeada por la membrana interna y por las crestas, es la matriz. Los complejos pliegues de las crestas proporcionan una enorme superficie para un grupo de reacciones químicas conocidas como respiración celular. Las enzimas que catalizan estas reaciones se encuentran en las crestas. La respiración celular sólo se produce en presencia de oxígeno y se traduce en el catabolismo de las moléculas de os elementos nutritivos, como la glucosa, para producir ATP a gran velocidad.

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Margulis, junto con otros científicos, recuperó en torno a 1980 una antigua hipótesis, reformulándola como teoría endosimbiótica. Según esta versión actualizada, hace unos 1.500 millones de años, una célula procariota capaz de obtener energía de los nutrientes orgánicos empleando el oxígeno molecular como oxidante, se fusionó en un momento de la evolución con otra célula procariota o eucariota primitiva al ser fagocitada sin ser inmediatamente digerida, un fenómeno frecuentemente observado. De esta manera se produjo una simbiosis permanente entre ambos tipos de seres: la procariota fagocitada proporcionaba energía, especialmente en forma de ATP y la célula hospedadora ofrecía un medio estable y rico en nutrientes a la otra. Este mutuo beneficio hizo que la célula invasora llegara a formar parte del organismo mayor, acabando por convertirse en parte de ella: la mitocondria. Otro factor que apoya esta teoría es que las bacterias y las mitocondrias tienen mucho en común, tales como el tamaño, la estructura, componentes de su

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membrana y la forma en que producen energía, etc. Esta hipótesis tiene entre sus fundamentos la evidencia de que las mitocondrias poseen su propio ADN y está recubierta por su propia membrana. Otra evidencia que sostiene esta hipótesis es que el código genético del ADN mitocondrial no suele ser el mismo que el código genético del ADN nuclear. A lo largo de la historia común la mayor parte de los genes mitocondriales han sido transferidos al núcleo, de tal manera que la mitocondria no es viable fuera de la célula huésped y ésta no suele serlo sin mitocondrias. 

Región Trans-Golgi. Es la que se encuentra más cerca de la membrana citoplasmática. De hecho, sus membranas, ambas unitarias, tienen una composición similar. El aparato de Golgi procesa, ordena, empaqueta y libera proteínas y lípidos hacia la membrana plasmática. En forma general el aparato de Golgi tiene las siguientes funciones: - Secreción celular. Las sustancias

atraviesan todos los sáculos del aparato de Golgi y cuando llegan a la cara trans del dictiosoma, en forma de vesículas de secreción, son transportadas a su destino fuera de la célula, atravesando la membrana citoplasmática por exocitosis. Un ejemplo de esto son los proteoglicanos que conforman la matriz extracelular de los animales.

COMPLEJO GOLGI (APARATO DE GOLGI). El aparato de Golgi es un organelo (orgánulo) presente en todas las células eucariotas excepto los glóbulos rojos y las células epidérmicas. Pertenece al sistema de endomembranas del citoplasma celular. Está formado por unos 4-8 dictiosomas, que son sáculos aplanados rodeados de membrana y apilados unos encima de otros.

-



El aparato regiones:

de

Golgi

presente

tres

Región Cis-Golgi. Es la más interna y próxima al retículo. De él recibe las vesículas de transición, que son sáculos con proteínas que han sido sintetizadas en la membrana del retículo endoplasmático rugoso (RER). Región medial: Es una zona de transición. «Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva con amor, fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la semilla ya no germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy)

Formación de los lisosomas primarios. Formación del acrosoma de los espermios. Producción de membrana citoplasmática: los gránulos de secreción cuando se unen a la membrana en la exocitosis pasan a formar parte de esta, aumentando el volumen y la superficie de la célula.

LISOSOMAS. Son vesículas rodeadas de membrana que se forman en el aparato de Golgi. En su interior existen aproximadamente hasta 40 enzimas potentes digestivas hidrolíticas y proteolíticas que sirven para digerir los materiales de origen externo (heterofagia) o interno (autofagia) que llegan a ellos. Es decir, digestión celular. Los lisosomas tienen como función principal la digestión intracelular, pero además participan en: - Procesar una organela vieja, para convertirlo en sustancias nutritivas y permitir a la célula elaborar una organela nueva. - Participa en la autólisiso autodestrucción de estructuras como la cola del renacuajo, la

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regresión del útero a su estado normal después del parto.

consecuencia de esta estrategia es el desarrollo de una presión de turgencia, que permite mantener a la célula hidratada, y el mantenimiento de la rigidez del tejido, unas de las principales funciones de las vacuolas y del tonoplasto. Otras de las funciones es la de la desintegración de macromoléculas y el reciclaje de sus componentes dentro de la célula. Todos los orgánulos celulares, ribosomas, mitocondrias y plastidios pueden ser depositados y degradados en las vacuolas. Debido a su gran actividad digestiva, son comparadas a los orgánulos de las células animales denominados lisosomas. También aíslan del resto del citoplasma productos secundarios tóxicos del metabolismo, como la nicotina (un alcaloide).

Las enzimas más importantes del lisosoma son:    



Lipasas, que digiere lípidos, Glucosidasas, que digiere carbohidratos, Proteasas, que digiere proteínas, Nucleasas, que digiere ácidos nucleicos.

Una vacuola es un orgánulo celular presente en plantas y en algunas células protistas eucariotas. Las vacuolas son compartimentos cerrados que contienen diferentes fluidos, tales como agua o enzimas, aunque en algunos casos puede contener sólidos. El orgánulo no posee una forma definida, su estructura varía según las necesidades de la célula.(H) VACUOLAS.

Existen otras estructuras que se llaman también vacuolas pero cuya función es muy diferente:

Vacuolas pulsátiles: estas extraen el agua del citoplasma y la expulsan al exterior por transporte activo.  Vacuolas digestivas: se produce la digestión de sustancias nutritivas, una vez digeridas pasan al interior de la célula y los productos de desecho son eliminados hacia el exterior de la célula.  Vacuolas alimenticias: función nutritiva, forma a partir de la membrana celular y del retículo endoplasmático. 

Las vacuolas que se encuentran en las células vegetales son regiones rodeadas de una membrana "tonoplasto" o "membrana vacuolar" y llenas de un líquido muy particular llamado "jugo celular". La célula inmadura contiene una gran cantidad de vacuolas muy pequeñas que aumentan de tamaño y se van fusionando en una sola y grande, a medida en que la célula va creciendo. En la célula madura, el 90 % de su volumen puede estar ocupado por una vacuola, con el citoplasma reducido hacia una capa muy estrecha apretada contra la pared celular. Gracias al contenido vacuolar y al tamaño, la célula, aparte de satisfacer el consumo de nitrógeno del citoplasma, consigue una gran superficie de contacto entre la fina capa del citoplasma y su entorno. El incremento del tamaño de la vacuola da como resultado también el incremento de la célula. Una «Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva con amor, fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la semilla ya no germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy)

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PLASTIDIOS. Llamados también plastos, plástidos o plastidios, son orgánulos celulares eucarióticos, propios de las plantas y algas. Su principal función es la producción y almacenamiento de importantes compuestos químicos usados por la célula. Los plastidios pueden ser de dos clases:Fotosintéticos y no fotosintéticos.

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

Los plastidios fotosintéticos (fotosintéticamente activos) son aquellos que continen un pigmento útil para atrapar la energía luminosa y participar en los procresos de fotosíntesis. Entre los principales se pueden mencionar los siguientes:



Cloroplastos (principal pigmento clorofila). Los cloroplastos se encuentran en la mayoría de plantas superiores. Las dos membranas del cloroplasto poseen una estructura continua que delimita completamente el cloroplasto. Ambas se separan por un espacio intermembranoso llamado a veces indebidamente espacio periplastidial. La membrana externa es muy permeable gracias a la presencia de porinas. Sin embargo no tanto como la membrana interna, que contiene proteínas específicas para el transporte. La cavidad interna llamada estroma, en la que se llevan a cabo reacciones de fijación de CO2, contiene ADN circular, ribosomas (de tipo 70S, como los bacterianos), gránulos de almidón, lípidos y otras sustancias. También, hay una serie de sáculos delimitados por una membrana llamados tilacoides los cuales se organizan en los cloroplastos de las plantas terrestres en apilamientos llamados grana (plural de granum, grano). Las membranas de los tilacoides contienen sustancias como los pigmentos fotosintéticos (clorofila, carotenoides, xantofilas) y distintos lípidos; proteínas de la cadena de transporte de electrones fotosintética y enzimas, como la ATP-sintetasa.

Se conocen más de 25 enfermedades relacionadas con la disfunción de las actividades enzimáticas de los peroxisomas, conocidas como anomalías de la biogénesis de peroxisomas (PBD). el más grave es El síndrome de Zellweger, también llamado síndrome cerebro-hepato-renal, es un desorden congénito (enfermedad genética) poco frecuente que se caracteriza por la baja producción o ausencia de producción de peroxisomas, especialmente en tejidos encargados de la depuración y desintoxificación del cuerpo, tales como el hígado y los riñones. Es el más serio de los casos causados por desórdenes en los peroxisomas.

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LOS GLIOXISOMAS. Son orgánulos que se encuentran en las células eucariotas, particularmente en los tejidos de almacenaje de lípidos de las semillas, y también en los hongos filamentosos. Los glioxisomas son peroxisomas especializados que convierten los lípidos en carbohidratos durante la germinación de las semillas.

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CENTRIOLOS. Los centriolos son una pareja de

Feoplastos (con pigmentos como clorofila y carotenoides pardos) Rodoplastos (con pigmentos como clorofila, ficoeritrina roja y ficocianina azul) 

Los plastidios no fotosintéticos (fotosintéticamente inactivos), son los cromoplastos y leucoplastos. Los primeros son los que contienen pigmentos que dan coloración a flores y frutos, y los leucoplastos son incoloros y almacenan sustancias de reserva, como los amiloplastos que almacenan almidón, los licoplastos que almacenan lípidos, etc.

«Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva con amor, fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la semilla ya no germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy)

PEROXISOMAS. Están presentes en todas las células eucariotas. Se les suele llamar así, porque contienen una o más enzimas que utilizan el oxígeno molecular para oxidar (eliminar átomos de hidrógeno) varias sustancias orgánicas. Estas reacciones producen peróxido de hidrógeno (H2O2). En las células del humano, una de las enzimas de los peroxisomas, la llamada catalasa, utiliza el H2O2 generado por otras enzimas para oxidar diversas sustancias como el fenol, el ácido fórmico, el formaldehido, entre otros de la misma naturaleza.

estructuras que forman parte del citoesqueleto semejantes a cilindros huecos; los centriolos son organelos que intervienen en la división celular celular, siendo una pareja de centriolos un diplosoma sólo presente en células

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animales. Los centriolos son dos estructuras cilíndricas que, rodeadas de un material proteico denso llamado material pericentriolar forman el centrosoma o COMT (centro organizador de microtúbulos) que permiten la polimerización de microtúbulos de dímeros de tubulina que forman parte del citoesqueleto. Los centríolos se posicionan perpendicularment e entre sí. Los Centriolos se encuentran presentes en las células animales y en los microorganismos eucarióticos. ORGÁNULOS PROCARIÓTICOS CITOPLÁSMICOS

En procariotas no existen por regla general orgánulos citoplásmicos rodeados por unidad de membrana. Las únicas excepciones están constituidas por los tilacoides de las Oxifotobacterias. En algunos grupos bacterianos se pueden encontrar orgánulos citoplásmicos no rodeados por unidad de membrana (o sea, sin bicapa lipídica). Muchos de ellos presentan envueltas basadas en subunidades de proteínas: CARBOXISOMAS. Estructuras presentes en bacterias fotoautotrofas (Oxifotobacterias y ciertas bacterias purpúreas) y quimioautotrofas (nitrificantes, Thiobacillus), de apariencia poliédrica con tendencia a esférica.

VACUOLAS DE GAS Son orgánulos muy refringentes al microscopio óptico, que al electrónico «Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva con amor, fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la semilla ya no germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy)

muestran una estructura a base de agrupaciones regulares de vesículas de gas. Esta envuelta es impermeable al agua, pero permeable a los gases, por lo que la composición y concentración del gas dentro de la vesícula depende de las que existan en el medio. Conforme se sintetizan y ensamblan las vesículas, el agua va siendo eliminada del interior. La función de estas vacuolas es mantener un grado de flotabilidad óptimo en los hábitats acuáticos a las bacterias que las poseen, permitiéndoles alcanzar la profundidad adecuada para su modo de vida (según los casos, para obtener una intensidad adecuada de luz, concentración óptima de oxígeno o de otros nutrientes). Las vacuolas de gas son muy frecuentes en Oxifotobacterias y Anoxifotobacterias; también se dan en algunas arqueobacterias (Halobacterium, algunas metanógenas) y en bacterias prostecadas (Ancalomicrobium, Prosthecomicrobium). CLOROSOMAS Un clorosoma es un complejo de antena fotosintético presente en las bacterias verdes del azufre (BVA) y en algunas bacterias fototrofas anoxígenas (BFA) (Chloroflexaceae, Oscillochloridaceae). Los modelos actuales de estructura de la bacterioclorofila y de los carotenoides (los principales constituyentes) dentro de los clorosomas suponen una organización lamelar, donde largas cadenas farnesol de bacterioclorofila se entremezclan con carotenoides, formando una estructura similar a una multicapa lípida. MAGNETOSOMAS Son orgánulos sensores del campo magnético terrestre, que aparecen en ciertas bacterias acuáticas flageladas microaerófilas o anaerobias (p. ej., en Aquaspirillum magnetotacticum). Consisten en cristales homogéneos de magnetita (Fe3O4 delimitados por una envuelta proteínica. Los diversos

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cristales suelen disponerse en filas paralelas al eje longitudinal de la bacteria, o en otras agrupaciones regulares de varios unidades, hasta varias decenas. Fueron descubiertas en 1975, y se sabe que permiten la orientación magnética a las bacterias que las poseen (bacterias magnetotácticas), determinando la orientación de su natación. En el hemisferio Norte, el campo magnético está orientado hacia abajo, y en el sur hacia arriba. Las bacterias magnetotácticas del hemisferio septentrional se orientan al N, y las del meridional, al S. Por consiguiente, cuando las bacterias son removidas de los fondos donde viven, por magnetotaxia pueden volver al fondo, que es donde encuentran las concentraciones de oxígeno adecuadas para su modo de vida.

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5

8 7 6

Carioteca (1), ribosomas (2), poros(3), nucléolo (4), cromatina (5), retículo endoplasmático (7), nucleoplasma (8).

III. NÚCLEO. El núcleo celular es una estructura característica de las células eucariotas.



Contiene la mayor parte del material genético celular, organizado en cromosomas, basados cada

uno

en

una

hebra

de

ADN con

acompañamiento de una gran variedad de proteínas, como las histonas. Los genes que

donde se encuentran otros genomas, propio de algunos orgánulos de origen

La cromatina es el conjunto de ADN, histonas y proteínas no histónicas que se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y que constituye el cromosoma eucariótico. Las unidades básicas de la cromatina son los nucleosomas.



Nucleoplasma, También llamado carioplasma o cariolinfa. Se trata del medio interno indiferenciado que llena el núcleo, semejante al citosol o hialoplasma, bañando a sus componentes. Nucléolo(s). Una o más estructuras esferoidales, relacionadas con la síntesis de las principales piezas de los ribosomas y con su ensamblaje parcial. Esas piezas están formadas por ARN y proteínas básicas. Se

mantener la integridad de estos genes y controlar las actividades celulares a través de la expresión génica.

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de

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endosimbiótico. La función del núcleo es

La ultraestructura del núcleo consta de: Membrana nuclear o carioteca. Nucleolo. Nucleoplasma. Cromatina.

La carioteca, es una diferenciación del sistema vacuolar citoplasmático compuesto por dos membranas y un espacio perinuclear. En la envoltura nuclear se encuentran los poros nucleares que son aberturas circulares de aproximadamente 80 nm de diámetro La membrana nuclear controla el paso iones y macromolécula.

se localizan en estos cromosomas constituyen el genoma nuclear de la célula eucariótica,

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distinguen dos porciones del nucléolo, la región granular, formada por gránulos de ARN, y la región fibrilar formada por filamentos de ARN. Una tercera región, muy difícil de

observar es la denominada porción cromosómica del nucléolo, en ésta se encuentran filamentos de ADN.

ESTRUCTURA DE LA CÉLULA VEGETAL

Las células adultas de las plantas se distinguen por algunos rasgos de otras células eucariotas, como las células típicas de los animales o las de los hongos. Las células vegetales se diferencian de las células animales, porque las primeras poseen pared celular, vacuolas, además de los organelos que están en las demás células eucarióticas.

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Estructuras presentes en una célula vegetal.  Membrana plasmática  Pared celular  Plasmodesmo  Vacuola  Plastos  Cloroplastos  Leucoplastos  Cromoplastos  Aparato de Golgi  Ribosomas  Retículo endoplasmático  Mitocondrias  Citoplasma  Núcleo  ADN  Cromatina  ARN(acido ribonucleico)

MEMBRANA CELULAR

FUENTE DE INFORMACIÓN 1. ADUNI. Biología: Una perspectiva humana. Edit Lumbreras. Lima Perú 2006. 2. AUDESIRK, Teresa, Gerald Audesirk y otros. Biología. Editorial Pearson. Prentice Hall. Primera edición. 2004. 3. CARRERES ORTEGA, Ainoa. Biología Celular e Histología General. Facultad de Medicina de la Universidad Miguel Hernández. España 2004. 4. TÓRTORA, Gerar J. y Sandra Reynolds Grabowski. Principios de Anatomía y Fisiología. Sétima edición. Editorial Mosby / Doyma Libros. Madrid España 1996. 5. ROBERTIR Y ROBERTIS. Biología Celular y Molecular. Undécima edición. Argentina 1984. 6. WWW. Wikipedia y Otras Webs.

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