LA
CELULA
Célula:
Unidad mínima de un organismo
capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados
por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo si no
consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias
y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas están
formados por muchos millones de células organizadas en tejidos y órganos.
Aunque los virus y los extractos acelulares realizan muchas de las funciones propias
de la célula viva, carecen de vida independiente, capacidad de crecimiento y
reproducción propios de las células y, por tanto, no se consideran seres vivos.
La biología estudia las células en función de su constitución molecular y la
forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como
el ser humano.
Características generales de las células:
Hay células de formas y tamaños muy variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una micra o µm (1 µm es igual a una millonésima de metro) de longitud. En el extremo opuesto se encuentran las células nerviosas, corpúsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden alcanzar varios metros de longitud (las del cuello de la jirafa constituyen un ejemplo espectacular). Casi todas las células vegetales tienen entre 20 y 30 µm de longitud, forma poligonal y pared celular rígida. Las células de los tejidos animales suelen ser compactas, entre 10 y 20 µm de diámetro y con una membrana superficial deformable y casi siempre muy plegada.
Hay células de formas y tamaños muy variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una micra o µm (1 µm es igual a una millonésima de metro) de longitud. En el extremo opuesto se encuentran las células nerviosas, corpúsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden alcanzar varios metros de longitud (las del cuello de la jirafa constituyen un ejemplo espectacular). Casi todas las células vegetales tienen entre 20 y 30 µm de longitud, forma poligonal y pared celular rígida. Las células de los tejidos animales suelen ser compactas, entre 10 y 20 µm de diámetro y con una membrana superficial deformable y casi siempre muy plegada.
Pese a las muchas diferencias
de aspecto y función, todas las células están envueltas en una membrana
-llamada membrana plasmática- que
encierra una sustancia rica en agua llamada citoplasma. En el interior de las células tienen lugar numerosas
reacciones químicas que les permiten crecer, producir energía y eliminar
residuos. Todas las células contienen información hereditaria codificada en
moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN); esta información dirige la
actividad de la célula y asegura la reproducción y el paso de los caracteres a
la descendencia.
Las principales partes de la célula son:
1.
Núcleo
2.
Citoplasma
3.
Membrana celular
NÚCLEO:
El
núcleo es la estructura más destacada de la célula eucarionte, tanto por su
morfología como por sus funciones, está
rodeado por una membrana, es esférico. Su tamaño es variable (5 a 10 mm) al igual que
su ubicación siendo en la mayoría de los tipos celulares central. Dentro del núcleo, las moléculas de ADN y proteínas
están organizadas en cromosomas que suelen aparecer dispuestos en pares
idénticos. Los cromosomas están muy retorcidos y enmarañados y es difícil
identificarlos por separado.
Tiene tres funciones primarias: todas ellas relacionadas con su contenido
de ADN:
1. Almacenar la información genética en el ADN.
2. Recuperar la información
almacenada en el ADN en la forma de ARN.
3. Ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas, a través
del producto de la expresión de los genes: las proteínas.
En el núcleo se localizan los procesos a
través de los cuales se llevan a cabo dichas funciones. Estos procesos son:
1. La duplicación del ADN y su ensamblado con proteínas (histonas) para
formar la cromatina.
2. La transcripción de los
genes a ARN y el procesamiento de éstos a sus formas maduras, muchas
de las cuales son transportadas al citoplasma para su traducción
3.
La regulación de la expresión genética.
Está rodeado de una membrana, que contiene en su interior un cuerpo redondeado que es
el nucléolo, una sustancia
irregular, la cromatina y un
líquido transparente, el jugo nuclear o Cariolinfa.
MEMBRANA NUCLEAR: consta de una parte interna, en contacto con la cromatina y el
jugo nuclear, y de una parte externa que se halla en continuidad con el SRE
(sistema retículo endoplásmico) y está tachonada de RIBOSOMAS, y perforada
por unos orificios octogonales llamados POROS NUCLEARES,
cuya misión es el intercambio de moléculas grandes como el ARN y proteínas.
JUGO NUCLEAR: es una solución coloidal semilíquida de proteínas que favorecen
el desplazamiento de los ARNm y ARNs y de los filamentos cromatínicos (ADN
activos)
CROMATINA: se le
llama a la sustancia tingible (que se puede teñir) del núcleo. Está formada en
su mayor parte por ADN y proteínas; contiene la información genética de los
individuos.
Al microscopio electrónico se observaron dos
partes: la Heterocromatina o cromatina condensada, que es el ADN espirilizado
(no funcionante) y la Eurocromatina, que corresponde a las sustancias claras, que es el ADN desespirilizado (activo) (fibras cromatínicas) Se observaron también Gránulos
intercromatínicos formados por
ARN, y fibrillas
pericromatínicas, que son ARN mensajeros y transmisores.
NUCLEOLO:
El nucléolo aparece como una estructura simple carente de componente
membranoso, es un aglomerado de fibras de cromatina de
distintos cromosomas.
En
él se diferencian dos regiones: una granulosa formada por ARN mensajeros y otra parte fibrosa
formada por filamentos en forma de anillos (ARN) y en el centro de estos
anillos, el ADN que está realizando la síntesis del ARN
El
tamaño del nucléolo varía entre células y en la misma célula según su
actividad, pues si bien la velocidad de transcripción puede acelerarse, el
ensamblado de las subunidades ribosomales requiere de un tiempo más o menos
constante; es por ello que en los nucléolos grandes observamos mayor proporción
de componente granular.
LOS CENTRIOLOS
Los centriolos son
dos pequeños cuerpos huecos y cilíndricos de color oscuro. Se ubican próximos
al núcleo y están
presentes en las células de
animales y en las de algunos vegetales inferiores. Aparentemente
desempeñan un papel de mucha importancia durante la división celular en la que
físicamente ocupan posiciones perpendiculares entre sí pero en polos opuestos
de la célula. Al conjunto
de centriolos se les
denomina diplosoma.
Durante el proceso de división de la célula, los centriolos se desplazan hasta
colocarse a lados opuestos de la célula,
es entonces cuando de cada uno surge un racimo de filamentos radiales al que se
le denomina áster.
Posteriormente, se forma un huso entre ambos centriolos por medio de los filamentos. Estos filamentos
están compuestos de proteína y por cantidades mínimas de ácido ribonucleico.
Los cromosomas se
adhieren a estos filamentos por el centrómero y
entonces son empujadas unas a un lado de la célula, y otras al lado contrario.
La función principal de los centriolos es la formación y organización de los
filamentos que constituyen el huso
acromático cuando ocurre la división del núcleo celular.
El CITOPLASMA
El citoplasma consiste
en una estructura celular cuya
apariencia es viscosa. Se encuentra localizada dentro de la membrana plasmática pero fuera
del núcleo de la célula. Hasta el 85% del citoplasma está conformado por
agua, proteínas, lípidos, carbohidratos, ARN, sales minerales y otros productos
del metabolismo. Además en su interior están localizados ciertos orgánulos como:
mitocondrias, plastidios, lisosomas, ribosomas,
centrosomas, esferosomas, microsomas, diferenciaciones fibrilares y las
inclusiones.
Al citoplasma también
se le conoce como la matriz citoplasmática, y su apariencia es la de sustancia
viscosa.
Entre los orgánulos localizados en el citoplasma podemos citar:
1. Ribosomas: Intervienen en la síntesis de
proteína.
2. Retículo endoplasmático rugoso: Intervienen en la síntesis de
proteína.
3. Retículo endoplasmático liso: Intervienen en la síntesis de
hormonas, transporte de sustancias,
entre otras.
4. Mitocondrias: Intervienen en la respiración
celular.
5. Lisosomas: Intervienen en la digestión
celular.
6. Aparato de Golgi.
7. Vacuolas.
8. Cloroplasto: Intervienen en la fotosíntesis
En el citoplasma,
que también se conoce como matriz citoplasmática, se puede observar el
ectoplasma, cuya localización se encuentra próxima a la membrana plasmática y
el endoplasma, cuya apariencia es granular, y se encuentra ubicado en las
cercanías del núcleo.
Plastidios: Son organulos celulares
eucarióticos, propios de las plantas y algas.
Centrosomas: es
un orgánulo celular que no está rodeado por una membrana;
consiste en dos centríolos apareados, embebidos en un conjunto de agregados proteicos que los rodean y que se denomina “material pericentriolar”
Esferosomas: Cuerpos esféricos en el citoplasma los cuales
contienen sobre todo Iípidos. Se piensa que la membrana limitante está ausente
o consiste de una unidad de membrana o de la mitad de una unidad de membrana.
Microsomas: Partícula muy pequeña que está presente en el protoplasma de
las células. Los ribosomas y los
lisosomas son microsomas.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA:
La membrana
plasmática es una cubierta que posee la célula. Se caracteriza por ser delicada y elástica siendo parte
integral y funcional de la célula.
Su principal función consiste en regular el contenido de la célula. Puede hacer esto porque tanto
los nutrientes que debe consumir la célula como los desechos de la misma deben
atravesar esta membrana. En ese
sentido, permite el paso de ciertas sustancias a la célula pero impide el paso de
otras. Para hacer esta selección la membrana se
basa principalmente en el tamaño de sus poros, que permitirá pasar sólo
ciertas moléculas de
menor tamaño que las aberturas en la membrana. Sin embargo, también existen otros criterios tales como
la solubilidad de la partícula en lípidos, la carga eléctrica de la partícula,
etc., que determinarán si la sustancia atravesará la membrana.
La membrana
plasmática se encuentra constituida por dos capas lípidas, estando
ubicadas en el centro otras dos capas fosfolípidas, con un espesor de tan solo
una molécula. Los extremos de estas capas repelen el agua.
Cuando se observa la membrana plasmática a través de micrografías, es posible
observar una estructura densa-clara-densa. Básicamente, todas las células existentes parecen mostrar
esta estructura de tres capas.
Todas las células
vegetales (por supuesto, se exceptúan las células animales) presentan una pared
celular gruesa de celulosa que se encuentra rodeando la zona más exterior de la membrana plasmática. Estas
paredes celulares constituyen un verdadero exoesqueleto para este tipo de células.
Que una membrana sea
permeable implica que permite el paso de moléculas de una sustancia. Esta
capacidad depende del tamaño de los poros que posea. Por tanto, una membrana es permeable si permite
el paso de cualquier sustancia, pero es impermeable si no deja pasar ninguna
sustancia. En el caso de que deje pasar algunas sustancias, pero impide el paso
de otras, entonces se dice que posee permeabilidad
diferencial.
Es importante notar que la permeabilidad es una propiedad
de la membrana, no de la
sustancia. La membrana decide
(basada en sus características físicas) que sustancias pasarán o no. El proceso
a través del cual una sustancia atraviesa una membrana con permeabilidad diferencial se denomina diálisis. Por otra parte, el proceso
durante el cual una membrana es
atravesada por agua o moléculas de solvente se le denomina ósmosis.
Entre las propiedades de la membrana plasmática tenemos:
1.
Permeabilidad: Se
refiere a que permite el paso de ciertos compuestos a través de su superficie
con el fin de que estos formen parte de la sustancia celular.
2.
Selectividad: La
selectividad indica que la membrana permite el paso de ciertas sustancias que
la rodean e impide el paso de otras.
3.
Pinocitosis: Se
denomina así a la ingestión de líquidos, que son almacenados en vesículas y
luego pasados al citoplasma,
por parte de la membrana celular.
RIBOSOMAS:
Son complejos macromoleculares de
proteínas y ácido ribonucleico (ARN) que se encuentran en el citoplasma, en la
mitocondrias, en retículo endoplasmático y en los cloroplastos. Son un complejo
molecular encargado de sintetizar proteínas a partir de la información genética
que les llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm).
RETICULO ENDOPLASMÁTICO:
Es una red de mucosa conectada que
forman cisternas, tubos aplanados y sáculos comunicados entre sí, que
intervienen en funciones relacionadas con la síntesis proteica, metabolismo de
los lípidos y algunos esteroides, así como en el transporte intracelular. Se encuentra
en la célula animal y vegetal, pero no en la célula procariota.
Hay de dos tipos:
¨ Rugoso
¨ Liso
Funciones del Retículo endoplasmático:
•Síntesis de proteínas: La lleva a cabo
el retículo endoplasmático las proteínas serán transportadas al Aparato de
Golgi mediante vesículas de transición donde dichas proteínas sufrirán un
proceso de maduración para luego formar parte de los lisosomas o de vesículas
secretoras.
•Metabolismo de lípidos:
El retículo endoplasmático liso, al no tener ribosomas
le es imposible sintetizar proteínas pero sí sintetiza lípidos de la
membrana plasmática, colesterol y derivados de éste como los ácidos biliares o las
hormonas esteroideas.
•Detoxificación: Es
un proceso que se lleva a cabo principalmente en las células del hígado y que
consiste en la inactivación de productos tóxicos como drogas,
medicamentos o los propios productos del metabolismo celular, por ser liposolubles
(hepatocitos)
•Glucoxilación: Son reacciones de transferencia de un oligosacárido a las proteínas
sintetizadas. Se realiza en la membrana del retículo endoplasmático. De este
modo, la proteína sintetizada se transforma en una proteína periférica externa
del glucocálix. Este sirve como un medio de transporte para las distintas
proteínas en la célula.
Retículo
endoplasmático rugoso:
Se encuentra unido a la membrana nuclear externa, tiene
esa apariencia debido a los numerosos ribosomas adheridos a su membrana
mediante unas proteínas denominadas “riboforinas”. Tiene unos sáculos más
redondeados cuyo interior se conoce como “luz del retículo” o “lumen” donde
caen las proteínas sintetizadas en él. Está muy desarrollado en las células que
por su función deben realizar una activa labor de síntesis, como las células
hepáticas o las células del páncreas. Transporta las proteínas producidas en
los ribosomas hacia las regiones celulares en que sean necesarias o hacia el
aparato de golgi desde donde se pueden exportar al exterior.
Retículo
endoplasmático liso:
No tienen ribosomas, tiene variedad de formas: Túbulos, vesículas,
cisternas. El RE liso desempeña varias funciones. Interviene en la síntesis de
casi todos los lípidos que forman la membrana celular y las otras membranas que
rodean las demás estructuras celulares, como las mitocondrias. Las células
especializadas en el metabolismo de lípidos, como las hepáticas, suelen tener
más RE liso.
El RE liso también interviene en la absorción y
liberación de calcio para mediar en algunos tipos de actividad celular. En las
células del músculo esquelético, por ejemplo, la liberación de calcio por parte
del RE activa la contracción muscular.
LAS MITOCONDRIAS
Las mitocondrias son
pequeños cuerpos ubicados en el citoplasma de
la célula que suelen
presentar diferentes formas: filamentos, bastoncitos o esféricas y su tamaño
suele variar entre 0.2 y 5 micras. Una característica resaltante de las
mitocondrias es que contienen su propio ADN.
Las mitocondrias no
permanecen estáticas en la célula,
al contrario, se mueven, cambian de tamaño y forma, se fusionan con otras mitocondrias o se dividen en
otras más pequeñas. Su número suele ser variable, pudiendo ser sólo unas pocas
o pasar del millar por célula.
Las mitocondrias están
cubiertas por dos membranas,
la membrana interna
presenta una gran cantidad de pliegues a los cuales se les llama crestas mitocondriales. En la
superficie de estos pliegues se producen las reacciones respiratorias, en donde
se presenta el consumo de oxigeno y la producción de dióxido de carbono. La
membrana externa, por otra parte, es lisa y sirve para demarcar el límite
exterior.
Función de las mitocondrias:
Su función principal es la de producir energía (aportan cerca del 90% de
la energía que necesita la célula)
por medio de la utilización de ciertas enzimas capaces de transformar los
materiales nutrientes en moléculas ATP (trifosfato de adenosina) las cuales son
aprovechadas por la célula como
fuente directa de energía.
Lisosomas:
Son orgánulos relativamente grandes, formados por el retículo
endoplasmático rugosos y luego empaquetadas por el aparato de Golgi participan
en la digestión celular (son el estómago de la célula), y para ello contienen
enzimas digestivas en su interior, que
digieren (descomponen) la materia orgánica compleja, transformándola en
moléculas más sencillas (polisacáridos en monosacáridos, proteínas en
aminoácidos, etc.,…). Se diferencian dos
tipos de lisosomas:
¨ Lisosomas primarios: son los que salen de las cisternas del aparato de Golgi, contienen
enzimas digestivas y todavía no han participado en la digestión. Algunos de
ellos pueden verter sus enzimas fuera de la célula y digerir materia
extracelular, como el acrosoma de los espermatozoides, que destruye las
cubiertas del óvulo durante la fecundación, o los lisosomas que participan en la remodelación del hueso.
¨ Lisosomas
secundarios: se forman al unirse con otras vesículas, por lo que han
realizado la digestión. Dependiendo del origen del material que han digerido se
pueden denominar de dos maneras:
vacuolas hererofágicas o digestivas y vacuolas autofágicas.
EL
APARATO DE GOLGI
Es una extensión del retículo endoplasmático estando ubicado en la cercanía de núcleo. Está conformado por un conjunto de vesículas,
llenas de productos celulares, estrechamente unidas entre sí, cosa que le da la
apariencia de canales con paredes sin gránulos que se intercomunican.El aparato de Golgi fue observado por primera vez por Camilo Golgi en el año de 1989 utilizando un microscopio óptico. Dado que el aparato de Golgi fue descubierto por Camilo Golgi, se decidió darle ese nombre en reconocimiento a ese investigador. Otros investigadores no quisieron reconocer la existencia del aparato de Golgi durante muchos años. Sin embargo, cuando los científicos Dalto y Félix observaron las membranas del aparato de Golgi por primera vez con el microscopio electrónico, cesaron los cuestionamientos acerca de su existencia.
Función del aparato de
Golgi:
Los
estudios realizados hasta ahora hacen pensar que la función del aparato de Golgi es la de intervenir en los procesos
secretores de la célula y la de servir de
almacenamiento temporal para proteínas y otros compuestos sintetizados en el retículo endoplasmático.
VACUOLAS:
Es
un orgánulo celular presente en plantas y en algunas células protistas
eucariotas. Las vacuolas son compartimientos cerrados o limitados por membrana
plasmática que contienen diferentes fluidos, como agua o enzimas, aunque en
algunos casos pueden contener sólidos.
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CLOROPLASTOS:
Los
cloroplastos son orgánulos exclusivos de las células vegetales. En Ellos tiene
lugar la fotosíntesis, proceso en el que se transforma la energía lumínica en
energía química.
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