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El cuerpo humano
Contenidos
Artículos
Extremidad 1
Tronco (anatomía) 1
Cabeza 2
Brazo 3
Pierna 5
Cuerpo (anatomía) 7
Sistema (anatomía) 7
Molécula 8
Célula 10
Tejido (biología) 27
Órgano (biología) 29
Lípido 33
Proteína 39
Glúcido 49
Célula eucariota 56
Cromosoma 61
Gen 84
Biología celular 87
Histología 89
Piel 90
Referencias
Fuentes y contribuyentes del artículo 96
Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 99
Licencias de artículos
Licencia 101
Extremidad 1
Extremidad
Se llaman extremidades o miembros a los órganos externos, articulados con el tronco, que cumplen funciones de
locomoción, vuelo o manipulación de objetos en los animales. En lenguaje vulgar, se les llama «patas» a las
extremidades de los animales cuadrúpedos, a las inferiores de las aves y a las de los insectos.
En el caso del ser humano, las extremidades pueden tener otras funciones. Las manos, que son la terminación de los
miembros superiores, tuvieron una importancia crucial en la evolución humana, como resultado del bipedismo,
según diversos autores —como Edgar Morin en El paradigma perdido: la naturaleza del hombre (1971)—, en donde
se refiere a la dialéctica «pie-mano-cerebro».
Tratándose del cuerpo humano, las extremidades son los miembros superiores o torácicos y los miembros inferiores
o pelvianos, que en lenguaje coloquial constituyen los brazos y piernas respectivamente. No obstante, en sentido
estricto —anatómico— brazo y pierna no son sino dos segmentos más de los que componen el miembro superior e
inferior. En el caso de los cuadrúpedos, se habla de extremidades anteriores y posteriores.
Enlaces externos
• Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre extremidad.Wikcionario
Tronco (anatomía)
Dibujo del tronco de una persona de sexo
masculino (Gray's Anatomy).
En anatomía humana el tronco o torso es una de las partes
fundamentales del cuerpo junto a la cabeza y miembros. En su parte
superior se encuentra la cabeza, y de sus lados arrancan los miembros
superiores o torácicos arriba, y los miembros inferiores o pelvianos
abajo.
Tanto desde un punto de vista topográfico como funcional, el esqueleto
del tronco se organiza en columna vertebral y tórax:
•• Columna vertebral
Eje fundamental del cuerpo, central y posterior.
•• Tórax
Caja ósea elástica que contiene los pulmones y corazón, y en
cuya parte superior se fijan los miembros superiores o torácicos
mediante la cintura escapular, primer segmento del miembro
correspondiente. Es decir, la cintura escapular no pertenece al tórax.
El tórax lo forman:
1. Porción dorsal de la columna vertebral, por detrás.
2. El esternón, delante y arriba, en el centro.
3. Las costillas, por detrás, delante y a los lados.
El tronco aloja los órganos del aparato cardiopulmonar (el corazón, los pulmones y los grandes [[vaso
sanguíneovasos), lo mismo que los órganos responsables de la digestión (el estómago, y el intestino) y sus glándulas
anejas (el hígado y el páncreas). Asimismo contiene el aparato urinario (los riñones y la vejiga), y el aparato
reproductor femenino (el útero, los ovarios, y las trompas de Falopio).
Los límites son:
Tronco (anatomía) 2
•• En la parte superior. El plano del cuello que forman los anacronios
(derecho e izquierdo), el punto supraesternal y el punto de la vértebra prominente o espinal.
•• En la parte inferior. El plano de las extremidades inferiores formado
por el surco subglúteo y la parte más baja de los [[Aparato genitalgenitales externos.
•• A los lados. Lo separa de las extremidades inferiores los planos que
forman los anacronios, y los vértices internos de la pirámide, formada a su vez por el anacronio (vértice superior), el
brazo (cara externa), el tórax (cara interna), el omóplato (cara posterior) y el pectoral (cara anterior).
El límite tóracoabdominal está formado por el plano que pasa por la apófisis sifoides del esternón, la apófisis
espinosa de la 12D, y las arcadas costales.
Cabeza
Cabeza humana.
Cabeza humana. Parte superior del cuerpo del ser humano, y superior o
anterior de muchos animales, donde se encuentran algunos órganos de los
sentidos y el cerebro: el cuerpo humano está formado por cabeza, tronco y
extremidades. La cabeza (o "testa", que puede ser o bien la cabeza en sí o la
frente), de un animal, es la parte anterior del cuerpo que contiene la boca, el
cerebro y varios órganos sensoriales (generalmente órganos de visión,
audición, olfato y gusto). El máximo grado de cefalización se da en los
artrópodos (sobre todo insectos) y en los vertebrados; en estos animales, la
cabeza está netamente diferenciada del resto del cuerpo y provista de órganos
sensoriales muy eficientes.
Los animales más sencillos, como las esponjas, y los que presentan simetría
radial (cnidarios y ctenóforos) no poseen cabeza, pero sí la tienen la mayoría
de las formas con simetría bilateral (Bilateria); estos animales poseen un eje
antero-posterior de manera que en la parte anterior del cuerpo se concentran el cerebro y los órganos sensoriales; el
grado de cefalización es variable en los distintos filos bilaterales; muchos poseen una cabeza incipiente
(platelmintos, anélidos, nematodos, moluscos). Dentro de los bilaterales, hay también grupos sin cabeza como los
bivalvos, briozoos, equinodermos, etc.
Cabeza de artrópodos
Cabeza de insecto (Odonata).
Los artrópodos son los invertebrados con un grado mayor de
cefalización, lo que se traduce en la posesión de un cerebro complejo.
El cerebro está formado por la fusión de los tres pares de ganglios de
los tres primeros segmentos del cuerpo, de modo que se puede
distinguir tres regiones:
• Protocerebro' (primer par de ganglios). Inerva los órganos visuales.
• Deutocerebro' (segundo par de ganglios). Inerva las antena. Falta
en los quelicerados.
• Tritocerebro'(tercer par de ganglios). Inerva los quelíceros
(quelicerados) o el segundo par de antenas (crustáceos).
Los escleritos de la cabeza están también fusionados entre sí, formando
una estructura compacta denominada cápsula cefálica.
Cabeza 3
Cabeza humana
La región anteroinferior de la cabeza, donde se encuentran los ojos, nariz y boca, es llamada cara, la región superior
a esta, frente, y el mentón el extremo inferior. Una vez privada la cabeza de las partes blandas, queda su esqueleto, la
cabeza ósea, que se articula con la primera vértebra del raquis, el atlas, mediante el occipital. Los huesos de la cabeza
ósea se organizan en dos grupos claramente diferenciados: cráneo y cara. Cráneo: protege el encéfalo, y aloja el oído.
Cara: en ella reside el aparato de la masticación -mandíbulas, dientes, músculos masticadores-. Además, en ella se
fijan los músculos de la mímica, y se alojan órganos de los sentidos o sus anexos: ojos, fosas nasales, lengua. A su
vez, cráneo y cara están formados por diversos huesos, todos ellos pares, excepto cinco: cuatro del cráneo -frontal,
etmoides, esfenoides, occipital-, y uno de la cara -vómer-:
Enlaces externos
• Deformidades craneales
[1]
• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Cabeza. Commons
Referencias
[1] http://www.plagiocefalia.com
Brazo
Brazo
Brazo
Corte transversal del brazo
Latín [TA]: brachium
TA A01.1.00.022
[1]
Arteria Arteria axilar
Vena Vena axilar
Nervio Plexo braquial
Enlaces externos
MeSH Arm
[2]
En anatomía humana, el brazo es el segundo segmento del miembro superior, entre la cintura escapular -que lo fija
al tronco- y el antebrazo. Se articula con la primera en la escápula y con el segundo en el cúbito. el brazo también es
la estructura análoga de un cuadrúpedo, en este caso la pata delantera.
En lenguaje coloquial, brazo suele tomarse con el sentido de extremidad superior -o anterior, según los casos-.
Brazo 4
En ciencias políticas e historiografía, se utiliza brazo como sinónimo de estamento.
El hueso del brazo es el húmero, que se articula con la escápula por su epífisis proximal, y con el cúbito (ulna) y
radio en su epífisis distal.
•• Músculos pectorales
• Pectoral mayor.
• Pectoral menor.
• Subclavio.
• Serrato mayor.
Músculos cara anterior.
• Músculos dorsales. Conectan el brazo con la
columna vertebral.
• Trapecio (superficial).
• Dorsal ancho (superficial).
• Elevador de la escápula (profundo).
• Romboides mayor (profundo).
• Romboides menor (profundo).
• Músculos del hombro. Se originan en la clavícula y
acaban en el húmero.
• Supraespinoso.
• Infraespinoso.
• Redondo menor (teres menor).
• Redondo mayor (teres mayor).
• Subescapular.
• Deltoides.
• Músculos del brazo.
•• Grupo anterior (flexores del codo):
• Bíceps braquial. Tiene dos porciones, larga y
corta; es el músculo flexor del antebrazo.
• Braquial anterior.
• Coracobraquial.
•• Grupo posterior (extensor):
• Tríceps braquial. Tiene tres porciones, larga, externa o vasto externo e interna o vasto interno; es el músculo
extensor del antebrazo.
Enlaces externos
• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre BrazoCommons.
Referencias
[1] http://www.unifr.ch/ifaa/Public/EntryPage/TA98%20Tree/Entity%20TA98%20EN/01.1.00.022%20Entity%20TA98%20EN.htm
[2] http://www.nlm.nih.gov/cgi/mesh/2007/MB_cgi?mode=&term=Arm
Pierna 5
Pierna
Pierna
Aspecto lateral de la pierna derecha.
Latín [TA]: crus
TA A01.1.00.038
[1]
En anatomía humana, la pierna es el tercer segmento del miembro inferior o pelviano, comprendida entre la rodilla y
el tobillo. La pierna se articula con el muslo mediante la rodilla, y con el pie mediante el tobillo.
[2]
En lenguaje común, no científico, el término pierna denota la totalidad del miembro inferior del cuerpo humano.
Huesos de la pierna
La pierna según su concepto anatómico solo posee un hueso conformado por dos segmentos juntos
•• Tibia
•• Peroné
Músculos de la pierna
Se incluyen los músculos de la pierna, según el concepto anatómico, es decir el espacio comprendido entre rodilla y
tobillo.
•• Grupo muscular anterior
•• Tibial anterior
•• Músculo extensor largo del dedo gordo
•• Músculo extensor largo de los dedos
•• Músculo peroneo anterior
•• Grupo muscular externo
•• Músculo peroneo lateral largo
•• Músculo peroneo lateral corto
•• Grupo muscular posterior
•• Poplíteo
•• Músculo flexor largo de los dedos del pie
•• Músculo tibial posterior
•• Tríceps sural
• gemelo interno,
• gemelo externo,
Pierna 6
• sóleo.
•• Plantar delgado
Músculos flexores
superficiales
Músculos flexores
profundos
Músculos
extensores
Sistema vascular
Arterias
•• Arteria poplítea
•• Arteria tibial anterior
•• Tronco tibioperoneo
•• Arteria peronea
•• Arteria tibial posterior
Venas
•• Vena safena interna
•• Vena safena externa
Nervios de la pierna
•• Nervio ciático poplíteo interno
•• Nervio ciático poplíteo externo
•• Nervio safeno interno
Pierna 7
Referencias
[1] http://www.unifr.ch/ifaa/Public/EntryPage/TA98%20Tree/Entity%20TA98%20EN/01.1.00.038%20Entity%20TA98%20EN.htm
[2][2] Tortora - Derrickson. Principios de Anatomía y Fisiología, 11ª edición (2006). ISBN 968-7988-77-0. Consultado el 13/4/2010
Enlaces externos
• Wikiquote alberga frases célebres de o sobre Pierna. Wikiquote
Cuerpo (anatomía)
En seres vivos, un cuerpo es la parte física y material de un ser. En el caso de los humanos, especialmente, ha estado
asociada a lo largo de los siglos con el alma, personalidad y comportamiento. En ciertos contextos, una parte
superficial del cuerpo, como el cabello, puede no ser considerado parte de él, incluso cuando se encuentra adjunto.
Lo mismo es válido para sustancias excretables. En general se considera que una planta no posee un cuerpo.
La palabra "cuerpo" en diversas ocasiones es utilizada en conexión con la apariencia, la salud y la muerte. El cuerpo
de una persona muerta es llamado cadáver.
De manera elemental se dice que el cuerpo humano se compone de cabeza, tronco y extremidades. En realidad el
cuerpo humano es mucho más complejo dado que en dicha categorización no se incluyen los órganos internos del
mismo.
El estudio del comportamiento del cuerpo es conocido como anatomía.
Sistema (anatomía)
Un sistema o aparato es un conjunto de órganos y estructuras similares que trabajan en conjunto para cumplir
alguna función fisiológica en un ser vivo.
Los sistemas son un nivel de organización biológico, entre el nivel de órgano y el de aparato, que está constituido
por la concurrencia funcional de varios sistemas.
Los sistemas orgánicos comparten cierta coherencia morfo-funcional, tanto en sus órganos y tejidos, como en sus
estructuras y origen embriológico.
Lista de sistemas
Los principales aparatos o sistemas son:
•• Aparato circulatorio
•• Aparato digestivo
•• Aparato respiratorio
•• Sistema excretor
•• Sistema inmunitario
•• Sistema linfático
•• Sistema muscular
•• Sistema nervioso
•• Sistema nervioso autónomo
•• Sistema nervioso central
•• Sistema nervioso somático
•• Sistema nervioso periférico
Sistema (anatomía) 8
•• Sistema óseo
•• Sistema urogenital
•• Sistema tegumentario
•• Sistema endocrino
•• Sistema reproductor
Enlaces externos
• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Sistema. Commons
Molécula
En química, se llama molécula a un conjunto de al menos dos átomos enlazados covalentes que forman un sistema
estable y eléctricamente neutro.
Casi toda la química orgánica y buena parte de la química inorgánica se ocupan de la síntesis y reactividad de
moléculas y compuestos moleculares. La química física y, especialmente, la química cuántica también estudian,
cuantitativamente, en su caso, las propiedades y reactividad de las moléculas. La bioquímica está íntimamente
relacionada con la biología molecular, ya que ambas estudian a los seres vivos a nivel molecular. El estudio de las
interacciones específicas entre moléculas, incluyendo el reconocimiento molecular es el campo de estudio de la
química supramolecular. Estas fuerzas explican las propiedades físicas como la solubilidad o el punto de ebullición
de un compuesto molecular. Las moléculas rara vez se encuentran sin interacción entre ellas, salvo en gases
enrarecidos y en los gases nobles. Así, pueden encontrarse en redes cristalinas, como el caso de las moléculas de
H
2
O en el hielo o con interacciones intensas pero que cambian rápidamente de direccionalidad, como en el agua
líquida. En orden creciente de intensidad, las fuerzas intermoleculares más relevantes son: las fuerzas de Van der
Waals y los puentes de hidrógeno. La dinámica molecular es un método de simulación por computadora que utiliza
estas fuerzas para tratar de explicar las propiedades de las moléculas.
Definición y sus límites
De manera menos general y precisa, se ha definido molécula como la parte más pequeña de una sustancia química
que conserva sus propiedades químicas, y a partir de la cual se puede reconstituir la sustancia sin reacciones
químicas. De acuerdo con esta definición, que resulta razonablemente útil para aquellas sustancias puras constituidas
por moléculas, podrían existir las "moléculas monoatómicas" de gases nobles, mientras que las redes cristalinas,
sales, metales y la mayoría de vidrios quedarían en una situación confusa.
Las moléculas lábiles pueden perder su consistencia en tiempos relativamente cortos, pero si el tiempo de vida medio
es del orden de unas pocas vibraciones moleculares, estamos ante un estado de transición que no se puede considerar
molécula. Actualmente, es posible el uso de láser pulsado para el estudio de la química de estos sistemas.
Las entidades que comparten la definición de las moléculas pero tienen carga eléctrica se denominan iones
poliatómicos, iones moleculares o moléculas ion. Las sales compuestas por iones poliatómicos se clasifican
habitualmente dentro de los materiales de base molecular o materiales moleculares.
Molécula 9
Tipos de moléculas
Las moléculas se pueden clasificar en:
• Moléculas discretas, constituidas por un número bien definido de átomos, sean estos del mismo elemento
(moléculas homonucleares, como el dinitrógeno o el fullereno) o de elementos distintos (moléculas
heteronucleares, como el agua).
Molécula de dinitrógeno, el
gas que es el componente
mayoritario del aire
Molécula de fullereno, tercera
forma estable del carbono tras
el diamante y el grafito
Molécula de agua, "disolvente
universal", de importancia
fundamental en innumerables
procesos bioquímicos e
industriales
Representación poliédrica
del anión de Keggin, un
polianión molecular
• Macromoléculas o polímeros, constituidas por la repetición de una unidad comparativamente simple -o un
conjunto limitado de dichas unidades- y que alcanzan pesos moleculares relativamente altos.
Representación
de un
fragmento de
ADN, un
polímero de
importancia
fundamental
en la genética
Enlace peptídico
que une los
péptidos para
formar proteínas
Representación de un fragmento
lineal de polietileno, el plástico
más usado
Primera
generación
de un
dendrímero,
un tipo
especial de
polímero
que crece
de forma
fractal
Descripción
La estructura molecular puede ser descrita de diferentes formas. La fórmula molecular es útil para moléculas
sencillas, como H
2
O para el agua o NH
3
para el amoníaco. Contiene los símbolos de los elementos presentes en la
molécula, así como su proporción indicada por los subíndices.
Para moléculas más complejas, como las que se encuentran comúnmente en química orgánica, la fórmula química no
es suficiente, y vale la pena usar una fórmula estructural o una fórmula esqueletal, las que indican gráficamente la
disposición espacial de los distintos grupos funcionales.
Cuando se quieren mostrar variadas propiedades moleculares, o se trata de sistemas muy complejos como proteínas,
ADN o polímeros, se utilizan representaciones especiales, como los modelos tridimensionales (físicos o
representados por ordenador). En proteínas, por ejemplo, cabe distinguir entre estructura primaria (orden de los
aminoácidos), secundaria (primer plegamiento en hélices, hojas, giros…), terciaria (plegamiento de las estructuras
tipo hélice/hoja/giro para dar glóbulos) y cuaternaria (organización espacial entre los diferentes glóbulos).
Molécula 10
Figura 1. Representaciones de la terpenoide,
atisano, 3D (centro izquierda) y 2D (derecha). En
el modelo 3D de la izquierda, los átomos de
carbono están representados por esferas grises;
las blancas representan a los átomos de hidrógeno
y los cilindros representan los enlaces. El modelo
es una representación de la superficies molecular,
coloreada por áreas de carga eléctrica positiva
(rojo) o negativa (azul). En el modelo 3D del
centro, las esferas azul claro representan átomos
de carbono, las blancas de hidrógeno y los
cilindros entre los átomos son los enlaces
simples.
Referencias
Enlaces externos
• Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre molécula.Wikcionario
• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Molécula. Commons
Célula
Micrografía al microscopio electrónico de barrido
de células de Escherichia coli.
Una célula (del latín cellula, diminutivo de cella, ‘hueco’)
[1]
es la
unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es
el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. De este
modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de
células 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 (10
14
), 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.
La teoría celular, propuesta en 1838 para los vegetales y en 1839 para
los animales, por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos
por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de
la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes; además, la tenencia de la información genética,
base de la herencia, en su ADN permite la transmisión de aquella de generación en generación.
La aparición del primer organismo vivo sobre la Tierra suele asociarse al nacimiento de la primera célula. Si bien
existen muchas hipótesis que especulan cómo ocurrió, usualmente se describe que el proceso se inició gracias a la
transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas; tras esto,
dichas biomoléculas se asociaron dando lugar a entes complejos capaces de autorreplicarse. Existen posibles
Célula 11
evidencias fósiles de estructuras celulares en rocas datadas en torno a 4 o 3,5 miles de millones de años (giga-años o
Ga.).
[2][3][4]
Se han encontrado evidencias muy fuertes de formas de vida unicelulares fosilizadas en
microestructuras en rocas de la formación Strelley Pool, en Australia Occidental, con una antigüedad de 3,4 Ga. Se
trataría de los fósiles de células más antiguos encontrados hasta la fecha. Evidencias adicionales muestran que su
metabolismo sería anaerobio y basado en el sulfuro.
Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las células de arqueas y bacterias) y las
eucariotas (divididas tradicionalmente en animales y vegetales, si bien se incluyen además hongos y protistas, que
también tienen células con propiedades características).
Historia y teoría celular
La historia de la biología celular ha estado ligada al desarrollo tecnológico que pudiera sustentar su estudio. De este
modo, el primer acercamiento a su morfología se inicia con la popularización del microscopio rudimentario de lentes
compuestas en el siglo XVII, se suplementa con diversas técnicas histológicas para microscopía óptica en los siglos
XIX y XX y alcanza un mayor nivel resolutivo mediante los estudios de microscopía electrónica, de fluorescencia y
confocal, entre otros, ya en el siglo XX. El desarrollo de herramientas moleculares, basadas en el manejo de ácidos
nucleicos y enzimas permitieron un análisis más exhaustivo a lo largo del siglo XX.
Descubrimiento
Robert Hooke, quien acuñó el término «célula».
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.
[5]
Estos 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 publicó los resultados de sus observaciones
sobre tejidos vegetales, como el corcho, realizadas con un
microscopio de 50 aumentos construido por él mismo. Este
investigador fue el primero que, al ver en esos tejidos unidades que
se repetían a modo de celdillas de un panal, las bautizó como
elementos de repetición, «células» (del latín cellulae, celdillas). Pero
Hooke sólo pudo observar células muertas por lo que no pudo
describir las estructuras de su interior.
[6]
• 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.
Célula 12
Dibujo de la estructura del corcho observado por
Robert Hooke bajo su microscopio y tal como
aparece publicado en Micrographia.
• 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.
• 1857: Kölliker identificó las mitocondrias.
• 1858: Rudolf Virchow postuló que todas las células provienen de
otras células.
• 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 una resolución óptica doble a la del microscopio óptico.
• 1981: Lynn Margulis publica su hipótesis sobre la endosimbiosis
serial, que explica el origen de la célula eucariota.
[7]
Teoría 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.
Célula 13
Definición
Se define a la célula como la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de
menor tamaño que puede considerarse vivo. Como tal posee una membrana de fosfolípidos con permeabilidad
selectiva que mantiene un medio interno altamente ordenado y diferenciado del medio externo en cuanto a su
composición, sujeta a control homeostático, la cual consiste en biomoléculas y algunos metales y electrolitos. La
estructura se automantiene activamente mediante el metabolismo, asegurándose la coordinación de todos los
elementos celulares y su perpetuación por replicación a través de un genoma codificado por ácidos nucleicos. La
parte de la biología que se ocupa de ella es la citología.
Características
Las células, como sistemas termodinámicos complejos, poseen una serie de elementos estructurales y funcionales
comunes que posibilitan su supervivencia; no obstante, los distintos tipos celulares presentan modificaciones de estas
características comunes que permiten su especialización funcional y, por ello, la ganancia de complejidad. De este
modo, las células permanecen altamente organizadas a costa de incrementar la entropía del entorno, uno de los
requisitos de la vida.
Características estructurales
La existencia de polímeros como la celulosa en la
pared vegetal permite sustentar la estructura
celular empleando un armazón externo.
• Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura
(que puede ser una bicapa lipídica desnuda, en células animales; una
pared de polisacárido, en hongos y vegetales; una membrana
externa y otros elementos que definen una pared compleja, en
bacterias Gram negativas; una pared de peptidoglicano, en bacterias
Gram positivas; o una pared de variada composición, en arqueas)
que las separa y comunica con el exterior, que controla los
movimientos celulares y que mantiene el potencial de membrana.
• Contienen un medio interno acuoso, el citosol, que forma la mayor
parte del volumen celular y en el que están inmersos los orgánulos
celulares.
• Poseen material genético en forma de ADN, el material hereditario
de los genes, que contiene las instrucciones para el funcionamiento
celular, así como ARN, a fin de que el primero se exprese.
• Tienen enzimas y otras proteínas, que sustentan, junto con otras biomoléculas, un metabolismo activo.
Célula 14
Características funcionales
Estructura tridimensional de una enzima, un tipo
de proteínas implicadas en el metabolismo
celular.
Las células vivas son un sistema bioquímico complejo. Las
características que permiten diferenciar las células de los sistemas
químicos no vivos son:
• 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. Cuando una
célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que
lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman
estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia.
• Señalización. 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 quimiotaxis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con
otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores,
factores de crecimiento... en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción
de señales.
• 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. El
resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular.
Las propiedades celulares no tienen por qué ser constantes a lo largo del desarrollo de un organismo: evidentemente,
el patrón de expresión de los genes varía en respuesta a estímulos externos, además de factores endógenos. Un
aspecto importante a controlar es la pluripotencialidad, característica de algunas células que les permite dirigir su
desarrollo hacia un abanico de posibles tipos celulares. En metazoos, la genética subyacente a la determinación del
destino de una célula consiste en la expresión de determinados factores de transcripción específicos del linaje celular
al cual va a pertenecer, así como a modificaciones epigenéticas. Además, la introducción de otro tipo de factores de
transcripción mediante ingeniería genética en células somáticas basta para inducir la mencionada pluripotencialidad,
luego este es uno de sus fundamentos moleculares.
[8]
Célula 15
Tamaño, forma y función
Comparativa de tamaño entre neutrófilos, células
sanguíneas eucariotas (de mayor tamaño), y
bacterias Bacillus anthracis, procariotas (de
menor tamaño, con forma de bastón).
El tamaño y la forma de las células depende de sus elementos más
periféricos (por ejemplo, la pared, si la hubiere) y de su andamiaje
interno (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.
[9]
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. En las células vegetales los granos de polen pueden llegar a medir
de 200 a 300 μm y algunos huevos de aves pueden alcanzar entre 1 (codorniz) y 7 cm (avestruz) de diámetro. Para la
viabilidad de la célula y su correcto funcionamiento siempre se debe tener en cuenta la relación superficie-volumen.
Puede aumentar considerablemente el volumen de la célula y no así su superficie de intercambio de membrana 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 de huso), estrelladas, prismáticas, aplanadas, elípticas, globosas o
redondeadas, etc. Algunas tienen una pared rígida y otras no, lo que les permite deformar la membrana y emitir
prolongaciones citoplasmáticas (pseudópodos) para desplazarse o conseguir alimento. Hay células libres que no
muestran esas estructuras de desplazamiento pero poseen cilios o flagelos, que son estructuras derivadas de un
orgánulo celular (el centrosoma) que dota a estas células de movimiento. De este modo, existen multitud de tipos
celulares, relacionados con la función que desempeñan; por ejemplo:
• Células contráctiles que suelen ser alargadas, como las fibras musculares.
• Células con finas prolongaciones, como las neuronas que transmiten el impulso nervioso.
• Células con microvellosidades o con pliegues, como las del intestino para ampliar la superficie de contacto y de
intercambio de sustancias.
• Células cúbicas, prismáticas o aplanadas como las epiteliales que recubren superficies como las losas de un
pavimento.
Estudio de las células
Los biólogos utilizan diversos instrumentos para lograr el conocimiento de las células. Obtienen información de sus
formas, tamaños y componentes, que les sirve para comprender además las funciones que en ellas se realizan. Desde
las primeras observaciones de células, hace más de 300 años, hasta la época actual, las técnicas y los aparatos se han
ido perfeccionando, originándose una rama más de la Biología: la Microscopía. Dado el pequeño tamaño de la gran
mayoría de las células, el uso del microscopio es de enorme valor en la investigación biológica. En la actualidad, los
biólogos utilizan dos tipos básicos de microscopio: los ópticos y los electrónicos.
Célula 16
La célula procariota
Las células procariotas son pequeñas y menos complejas que las eucariotas. Contienen ribosomas pero carecen de
sistemas de endomembranas (esto es, orgánulos delimitados por membranas biológicas, como puede ser el núcleo
celular). Por ello poseen el material genético en el citosol. Sin embargo, existen excepciones: algunas bacterias
fotosintéticas poseen sistemas de membranas internos.
[10]
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. Esta última posee además otros compartimentos internos de
membrana, posiblemente conectados con la membrana externa del nucleoide y con la membrana nuclear, que no
posee peptidoglucano.
Por lo general podría decirse que los procariotas carecen de citoesqueleto. Sin embargo se ha observado que algunas
bacterias, como Bacillus subtilis, poseen proteínas tales como MreB y mbl que actúan de un modo similar a la actina
y son importantes en la morfología celular. Fusinita van den Ent, en Nature, va más allá, afirmando que los
citoesqueletos de actina y tubulina tienen origen procariótico.
De gran diversidad, los procariotas sustentan un metabolismo extraordinariamente complejo, en algunos casos
exclusivo de ciertos taxa, como algunos grupos de bacterias, lo que incide en su versatilidad ecológica. Los
procariotas se clasifican, según Carl Woese, en arqueas y bacterias.
Arqueas
Estructura bioquímica de la membrana de arqueas
(arriba) comparada con la de bacterias y
eucariotas (en medio): nótese la presencia de
enlaces éter (2) en sustitución de los tipo éster (6)
en los fosfolípidos.
Las arqueas poseen un diámetro celular comprendido entre 0,1 y 15
μm, aunque las formas filamentosas pueden ser mayores por
agregación de células. Presentan multitud de formas distintas: incluso
las hay descritas cuadradas y planas. Algunas arqueas tienen flagelos y
son móviles.
Las arqueas, al igual que las bacterias, no tienen membranas internas
que delimiten orgánulos. Como todos los organismos presentan
ribosomas, pero a diferencia de los encontrados en las bacterias que
son sensibles a ciertos agentes antimicrobianos, los de las arqueas, más
cercanos a los eucariotas, no lo son. La membrana celular tiene una
estructura similar a la de las demás células, pero su composición
química es única, con enlaces tipo éter en sus lípidos.
[11]
Casi todas las
arqueas poseen una pared celular (algunos Thermoplasma son la
excepción) de composición característica, por ejemplo, no contienen
peptidoglicano (mureína), propio de bacterias. No obstante pueden
clasificarse bajo la tinción de Gram, de vital importancia en la
taxonomía de bacterias; sin embargo, en arqueas, poseedoras de una estructura de pared en absoluto común a la
bacteriana, dicha tinción es aplicable pero carece de valor taxonómico. El orden Methanobacteriales tiene una capa
de pseudomureína, que provoca que dichas arqueas respondan como positivas a la tinción de Gram.
Como en casi todos los procariotas, las células de las arqueas carecen de núcleo, y presentan un sólo cromosoma
circular. Existen elementos extracromosómicos, tales como plásmidos. Sus genomas son de pequeño tamaño, sobre
2-4 millones de pares de bases. También es característica la presencia de ARN polimerasas de constitución compleja
y un gran número de nucleótidos modificados en los ácidos ribonucleicos ribosomales. Por otra parte, su ADN se
empaqueta en forma de nucleosomas, como en los eucariotas, gracias a proteínas semejantes a las histonas y algunos
genes poseen intrones. Pueden reproducirse por fisión binaria o múltiple, fragmentación o gemación.
Célula 17
Bacterias
Estructura de la célula procariota.
Las bacterias son organismos
relativamente sencillos, de
dimensiones muy reducidas, de apenas
unas micras en la mayoría de los casos.
Como otros procariotas, carecen de un
núcleo delimitado por una membrana,
aunque presentan un nucleoide, una
estructura elemental que contiene una
gran molécula generalmente circular
de ADN. Carecen de núcleo celular y
demás orgánulos delimitados por
membranas biológicas.
[12]
En el
citoplasma se pueden apreciar
plásmidos, pequeñas moléculas
circulares de ADN que coexisten con
el nucleoide y que contienen genes:
son comúnmente usados por las
bacterias en la parasexualidad
(reproducción sexual bacteriana). El citoplasma también contiene ribosomas y diversos tipos de gránulos. En algunos
casos, puede haber estructuras compuestas por membranas, generalmente relacionadas con la fotosíntesis.
Poseen una membrana celular compuesta de lípidos, en forma de una bicapa y sobre ella se encuentra una cubierta en
la que existe un polisacárido complejo denominado peptidoglicano; dependiendo de su estructura y subsecuente su
respuesta a la tinción de Gram, se clasifica a las bacterias en Gram positivas y Gram negativas. El espacio
comprendido entre la membrana celular y la pared celular (o la membrana externa, si esta existe) se denomina
espacio periplásmico. Algunas bacterias presentan una cápsula. Otras son capaces de generar endosporas (estadios
latentes capaces de resistir condiciones extremas) en algún momento de su ciclo vital. Entre las formaciones
exteriores propias de la célula bacteriana destacan los flagelos (de estructura completamente distinta a la de los
flagelos eucariotas) y los pili (estructuras de adherencia y relacionadas con la parasexualidad).
La mayoría de las bacterias disponen de un único cromosoma circular y suelen poseer elementos genéticos
adicionales, como distintos tipos de plásmidos. Su reproducción, binaria y muy eficiente en el tiempo, permite la
rápida expansión de sus poblaciones, generándose un gran número de células que son virtualmente clones, esto es,
idénticas entre sí.
La célula eucariota
Las células eucariotas son el exponente de la complejidad celular actual. Presentan una estructura básica
relativamente estable caracterizada por la presencia de distintos tipos de orgánulos intracitoplasmáticos
especializados, entre los cuales destaca el núcleo, que alberga el material genético. Especialmente en los organismos
pluricelulares, las células pueden alcanzar un alto grado de especialización. Dicha especialización o diferenciación es
tal que, en algunos casos, compromete la propia viabilidad del tipo celular en aislamiento. Así, por ejemplo, las
neuronas dependen para su supervivencia de las células gliales. Por otro lado, la estructura de la célula varía
dependiendo de la situación taxonómica del ser vivo: de este modo, las células vegetales difieren de las animales, así
como de las de los hongos. Por ejemplo, las células animales carecen de pared celular, son muy variables, no tiene
plastos, puede tener vacuolas pero no son muy grandes y presentan centríolos (que son agregados de microtúbulos
cilíndricos que contribuyen a la formación de los cilios y los flagelos y facilitan la división celular). Las células de
Célula 18
los vegetales, por su lado, presentan una pared celular compuesta principalmente de celulosa), disponen de plastos
como cloroplastos (orgánulo capaz de realizar la fotosíntesis), cromoplastos (orgánulos que acumulan pigmentos) o
leucoplastos (orgánulos que acumulan el almidón fabricado en la fotosíntesis), poseen vacuolas de gran tamaño que
acumulan sustancias de reserva o de desecho producidas por la célula y finalmente cuentan también con
plasmodesmos, que son conexiones citoplasmáticas que permiten la circulación directa de las sustancias del
citoplasma de una célula a otra, con continuidad de sus membranas plasmáticas.
Diagrama de una célula animal.
(1. Nucléolo, 2. Núcleo, 3. Ribosoma, 4. Vesícula, 5. Retículo endoplasmático rugoso, 6. Aparato de Golgi, 7.
Citoesqueleto (microtúbulos), 8. Retículo endoplasmático liso, 9. Mitocondria, 10. Vacuola, 11. Citoplasma, 12.
Lisosoma. 13. Centríolos.).
Diagrama de una célula vegetal
Compartimentos
Las células son entes dinámicos, con un metabolismo celular interno de gran actividad cuya estructura es un flujo
entre rutas anastomosadas. Un fenómeno observado en todos los tipos celulares es la compartimentalización, que
consiste en una heterogeneidad que da lugar a entornos más o menos definidos (rodeados o no mediante membranas
biológicas) en las cuales existe un microentorno que aglutina a los elementos implicados en una ruta biológica. Esta
compartimentalización alcanza su máximo exponente en las células eucariotas, las cuales están formadas por
diferentes estructuras y orgánulos que desarrollan funciones específicas, lo que supone un método de especialización
Célula 19
espacial y temporal. No obstante, células más sencillas, como los procariotas, ya poseen especializaciones
semejantes.
[13]
Membrana plasmática y superficie celular
La composición de la membrana plasmática varía entre células dependiendo de la función o del tejido en la que se
encuentre, pero posee elementos comunes. Está compuesta por una doble capa de fosfolípidos, por proteínas unidas
no covalentemente a esa bicapa, y por glúcidos unidos covalentemente a lípidos o proteínas. Generalmente, las
moléculas más numerosas son las de lípidos; sin embargo, las proteínas, debido a su mayor masa molecular,
representan aproximadamente el 50 % de la masa de la membrana.
Un modelo que explica el funcionamiento de la membrana plasmática es el modelo del mosaico fluido, de J. S.
Singer y Garth Nicolson (1972), que desarrolla un concepto de unidad termodinámica basada en las interacciones
hidrófobas entre moléculas y otro tipo de enlaces no covalentes.
[14]
Esquema de una membrana celular. Se observa la bicapa de
fosfolípidos, las proteínas y otras moléculas asociadas que permiten
las funciones inherentes a este orgánulo.
Dicha estructura de membrana sustenta un complejo
mecanismo de transporte, que posibilita un fluido
intercambio de masa y energía entre el entorno
intracelular y el externo. Además, la posibilidad de
transporte e interacción entre moléculas de células
aledañas o de una célula con su entorno faculta a estas
poder comunicarse químicamente, esto es, permite la
señalización celular. Neurotransmisores, hormonas,
mediadores químicos locales afectan a células
concretas modificando el patrón de expresión génica
mediante mecanismos de transducción de señal.
Sobre la bicapa lipídica, independientemente de la
presencia o no de una pared celular, existe una matriz que puede variar, de poco conspicua, como en los epitelios, a
muy extensa, como en el tejido conjuntivo. Dicha matriz, denominada glucocalix (glicocáliz), rica en líquido tisular,
glucoproteínas, proteoglicanos y fibras, también interviene en la generación de estructuras y funciones emergentes,
derivadas de las interacciones célula-célula.
Estructura y expresión génica
El ADN y sus distintos niveles de
empaquetamiento.
Las células eucariotas poseen su material genético en, generalmente,
un sólo núcleo celular, delimitado por una envoltura consistente en dos
bicapas lipídicas atravesadas por numerosos poros nucleares y en
continuidad con el retículo endoplasmático. En su interior, se encuentra
el material genético, el ADN, observable, en las células en interfase,
como cromatina de distribución heterogénea. A esta cromatina se
encuentran asociadas multitud de proteínas, entre las cuales destacan
las histonas, así como ARN, otro ácido nucleico.
[15]
Dicho material genético se encuentra inmerso en una actividad
continua de regulación de la expresión génica; las ARN polimerasas
transcriben ARN mensajero continuamente, que, exportado al citosol,
es traducido a proteína, de acuerdo a las necesidades fisiológicas. Asimismo, dependiendo del momento del ciclo
celular, dicho ADN puede entrar en replicación, como paso previo a la mitosis. No obstante, las células eucarióticas
poseen material genético extranuclear: concretamente, en mitocondrias y plastos, si los hubiere; estos orgánulos
conservan una independencia genética parcial del genoma nuclear.
[16][17]
Célula 20
Síntesis y degradación de macromoléculas
Dentro del citosol, esto es, la matriz acuosa que alberga a los orgánulos y demás estructuras celulares, se encuentran
inmersos multitud de tipos de maquinaria de metabolismo celular: orgánulos, inclusiones, elementos del
citoesqueleto, enzimas... De hecho, estas últimas corresponden al 20 % de las enzimas totales de la célula.
Estructura de los ribosomas; 1) subunidad mayor,
2) subunidad menor.
Imagen de un núcleo, el retículo endoplasmático y el aparato de
Golgi; 1, Núcleo. 2, Poro nuclear.3, Retículo endoplasmático rugoso
(REr).4, Retículo endoplasmático liso (REl). 5, Ribosoma en el RE
rugoso. 6, Proteínas siendo transportadas.7, Vesícula (transporte). 8,
Aparato de Golgi. 9, Lado cis del aparato de Golgi.10, Lado trans del
aparato de Golgi.11, Cisternas del aparato de Golgi.
• Ribosoma: Los ribosomas, visibles al microscopio
electrónico como partículas esféricas,
[18]
son
complejos supramoleculares encargados de
ensamblar proteínas a partir de la información
genética que les llega del ADN transcrita en forma
de ARN mensajero. Elaborados en el núcleo,
desempeñan su función de síntesis de proteínas en el
citoplasma. Están formados por ARN ribosómico y
por diversos tipos de proteínas. Estructuralmente,
tienen dos subunidades. En las células, estos
orgánulos aparecen en diferentes estados de
disociación. Cuando están completos, pueden estar
aislados o formando grupos (polisomas). También
pueden aparecer asociados al retículo
endoplasmático rugoso o a la envoltura nuclear.
• Retículo endoplasmático: El retículo endoplasmático
es orgánulo vesicular interconectado que forma
cisternas, tubos aplanados y sáculos comunicados
entre sí. Intervienen en funciones relacionadas con
la síntesis proteica, glicosilación de proteínas,
metabolismo de lípidos y algunos esteroides,
detoxificación, así como el tráfico de vesículas. En
células especializadas, como las miofibrillas o
células musculares, se diferencia en el retículo
sarcoplásmico, orgánulo decisivo para que se
produzca la contracción muscular.
• Aparato de Golgi: El aparato de Golgi es un
orgánulo formado por apilamientos de sáculos
denominados dictiosomas, si bien, como ente
dinámico, estos pueden interpretarse como
estructuras puntuales fruto de la coalescencia de
vesículas. Recibe las vesículas del retículo
endoplasmático rugoso que han de seguir siendo
procesadas. Dentro de las funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas,
selección, destinación, glicosilación de lípidos y la síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular. Posee tres
compartimientos; uno proximal al retículo endoplasmático, denominado «compartimento cis», donde se produce
la fosforilación de las manosas de las enzimas que han de dirigirse al lisosoma; el «compartimento intermedio»,
con abundantes manosidasas y N-acetil-glucosamina transferasas; y el «compartimento o red trans», el más distal,
donde se transfieren residuos de galactosa y ácido siálico, y del que emergen las vesículas con los diversos
destinos celulares.
Célula 21
• Lisosoma: Los lisosomas son orgánulos que albergan multitud de enzimas hidrolíticas. De morfología muy
variable, no se ha demostrado su existencia en células vegetales. Una característica que agrupa a todos los
lisosomas es la posesión de hidrolasas ácidas: proteasas, nucleasas, glucosidasas, lisozima, arilsulfatasas, lipasas,
fosfolipasas y fosfatasas. Procede de la fusión de vesículas procedentes del aparato de Golgi, que, a su vez, se
fusionan en un tipo de orgánulo denominado endosoma temprano, el cual, al acidificarse y ganar en enzimas
hidrolíticos, pasa a convertirse en el lisosoma funcional. Sus funciones abarcan desde la degradación de
macromoléculas endógenas o procedentes de la fagocitosis a la intervención en procesos de apoptosis.
[19]
La vacuola regula el estado de turgencia de la célula vegetal.
• Vacuola vegetal: Las vacuolas vegetales, numerosas
y pequeñas en células meristemáticas y escasas y
grandes en células diferenciadas, son orgánulos
exclusivos de los representantes del mundo vegetal.
Inmersas en el citosol, están delimitadas por el
tonoplasto, una membrana lipídica. Sus funciones
son: facilitar el intercambio con el medio externo,
mantener la turgencia celular, la digestión celular y
la acumulación de sustancias de reserva y
subproductos del metabolismo.
• Inclusión citoplasmática: Las inclusiones son acúmulos nunca delimitados por membrana de sustancias de diversa
índole, tanto en células vegetales como animales. Típicamente se trata de sustancias de reserva que se conservan
como acervo metabólico: almidón, glucógeno, triglicéridos, proteínas... aunque también existen de pigmentos.
Conversión energética
El metabolismo celular está basado en la transformación de unas sustancias químicas, denominadas metabolitos, en
otras; dichas reacciones químicas transcurren catalizadas mediante enzimas. Si bien buena parte del metabolismo
sucede en el citosol, como la glucólisis, existen procesos específicos de orgánulos.
Modelo de una mitocondria: 1, membrana
interna; 2, membrana externa; 3, cresta
mitocondrial; 4, matriz mitocondrial.
• Mitocondria: Las mitocondrias son orgánulos de aspecto, número y
tamaño variable que intervienen en el ciclo de Krebs, fosforilación
oxidativa y en la cadena de transporte de electrones de la
respiración. Presentan una doble membrana, externa e interna, que
dejan entre ellas un espacio perimitocondrial; la membrana interna,
plegada en crestas hacia el interior de la matriz mitocondrial, posee
una gran superficie. En su interior posee generalmente una sola
molécula de ADN, el genoma mitocondrial, típicamente circular, así
como ribosomas más semejantes a los bacterianos que a los
eucariotas. Según la teoría endosimbiótica, se asume que la primera
protomitocondria era un tipo de proteobacteria.
Célula 22
Estructura de un cloroplasto.
• Cloroplasto: Los cloroplastos son los orgánulos
celulares que en los organismos eucariotas
fotosintéticos se ocupan de la fotosíntesis. Están
limitados por una envoltura formada por dos
membranas concéntricas y contienen vesículas, los
tilacoides, donde se encuentran organizados los
pigmentos y demás moléculas implicadas en la
conversión de la energía lumínica en energía
química. Además de esta función, los plastidios
intervienen en el metabolismo intermedio,
produciendo energía y poder reductor, sintetizando
bases púricas y pirimidínicas, algunos aminoácidos
y todos los ácidos grasos. Además, en su interior es común la acumulación de sustancias de reserva, como el
almidón. Se considera que poseen analogía con las cianobacterias.
Modelo de la estructura de un peroxisoma.
• Peroxisoma: Los peroxisomas son orgánulos muy comunes en
forma de vesículas que contienen abundantes enzimas de tipo
oxidasa y catalasa; de tan abundantes, es común que cristalicen en
su interior. Estas enzimas cumplen funciones de detoxificación
celular. Otras funciones de los peroxisomas son: las oxidaciones
flavínicas generales, el catabolismo de las purinas, la beta-oxidación
de los ácidos grasos, el ciclo del glioxilato, el metabolismo del
ácido glicólico y la detoxificación en general. Se forman de
vesículas procedentes del retículo endoplasmático.
Citoesqueleto
Las células poseen un andamiaje que permite el mantenimiento de su forma y estructura, pero más aún, este es un
sistema dinámico que interactúa con el resto de componentes celulares generando un alto grado de orden interno.
Dicho andamiaje está formado por una serie de proteínas que se agrupan dando lugar a estructuras filamentosas que,
mediante otras proteínas, interactúan entre ellas dando lugar a una especie de retículo. El mencionado andamiaje
recibe el nombre de citoesqueleto, y sus elementos mayoritarios son: los microtúbulos, los microfilamentos y los
filamentos intermedios.
[20]
• Microfilamentos: Los microfilamentos o filamentos de actina están formados por una proteína globular, la actina,
que puede polimerizar dando lugar a estructuras filiformes. Dicha actina se expresa en todas las células del cuerpo
y especialmente en las musculares ya que está implicada en la contracción muscular, por interacción con la
miosina. Además, posee lugares de unión a ATP, lo que dota a sus filamentos de polaridad.
[21]
Puede encontrarse
en forma libre o polimerizarse en microfilamentos, que son esenciales para funciones celulares tan importantes
como la movilidad y la contracción de la célula durante la división celular.
Célula 23
Citoesqueleto eucariota: microfilamentos en rojo,
microtúbulos en verde y núcleo en azul.
• Microtúbulos: Los microtúbulos son estructuras tubulares de 25 nm
de diámetro exterior y unos 12 nm de diámetro interior, con
longitudes que varían entre unos pocos nanómetros a micrómetros,
que se originan en los centros organizadores de microtúbulos y que
se extienden a lo largo de todo el citoplasma. Se hallan en las
células eucariotas y están formadas por la polimerización de un
dímero de dos proteínas globulares, la alfa y la beta tubulina. Las
tubulinas poseen capacidad de unir GTP. Los microtúbulos
intervienen en diversos procesos celulares que involucran
desplazamiento de vesículas de secreción, movimiento de
orgánulos, transporte intracelular de sustancias, así como en la
división celular (mitosis y meiosis) y que, junto con los
microfilamentos y los filamentos intermedios, forman el
citoesqueleto. Además, constituyen la estructura interna de los cilios
y los flagelos.
• Filamentos intermedios: Los filamentos intermedios son componentes del citoesqueleto. Formados por
agrupaciones de proteínas fibrosas, su nombre deriva de su diámetro, de 10 nm, menor que el de los microtúbulos,
de 24 nm, pero mayor que el de los microfilamentos, de 7 nm. Son ubicuos en las células animales, y no existen
en plantas ni hongos. Forman un grupo heterogéneo, clasificado en cinco familias: las queratinas, en células
epiteliales; los neurofilamentos, en neuronas; los gliofilamentos, en células gliales; la desmina, en músculo liso y
estriado; y la vimentina, en células derivadas del mesénquima.
Micrografía al microscopio electrónico de barrido
mostrando la superficie de células ciliadas del
epitelio de los bronquiolos.
• Centríolos: Los centríolos son una pareja de estructuras que forman
parte del citoesqueleto de células animales. Semejantes a cilindros
huecos, están rodeados de un material proteico denso llamado
material pericentriolar; todos ellos forman el centrosoma o centro
organizador de microtúbulos que permiten la polimerización de
microtúbulos de dímeros de tubulina que forman parte del
citoesqueleto. Los centríolos se posicionan perpendicularmente
entre sí. Sus funciones son participar en la mitosis, durante la cual
generan el huso acromático, y en la citocinesis,
[22]
así como, se
postula, intervenir en la nucleación de microtúbulos.
[23][24]
• Cilios y flagelos: Se trata de especializaciones de la superficie
celular con motilidad; con una estructura basada en agrupaciones de
microtúbulos, ambos se diferencian en la mayor longitud y menor
número de los flagelos, y en la mayor variabilidad de la estructura
molecular de estos últimos.
Célula 24
Ciclo vital
Diagrama del ciclo celular: la intefase, en naranja,
alberga a las fases G
0
, S y G
1
; la fase M, en
cambio, únicamente consta de la mitosis y
citocinesis, si la hubiere.
El ciclo celular es el proceso ordenado y repetitivo en el tiempo
mediante el cual una célula madre crece y se divide en dos células
hijas. Las células que no se están dividiendo se encuentran en una fase
conocida como G
0
, paralela al ciclo. La regulación del ciclo celular es
esencial para el correcto funcionamiento de las células sanas, está
claramente estructurado en fases
• 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.
• El estado de división, llamado fase M, situación que comprende la
mitosis y citocinesis. En algunas células la citocinesis no se
produce, obteniéndose como resultado de la división una masa
celular plurinucleada denominada plasmodio.
[25]
A diferencia de lo que sucede en la mitosis, donde la dotación genética
se mantiene, existe una variante de la división celular, propia de las células de la línea germinal, denominada
meiosis. En ella, se reduce la dotación genética diploide, común a todas las células somáticas del organismo, a una
haploide, esto es, con una sola copia del genoma. De este modo, la fusión, durante la fecundación, de dos gametos
haploides procedentes de dos parentales distintos da como resultado un zigoto, un nuevo individuo, diploide,
equivalente en dotación genética a sus padres.
•• La interfase consta de tres estadios claramente definidos.
• Fase G
1
: es la primera fase del ciclo celular, en la que existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de
ARN. Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. En él la célula
dobla su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes, como resultado de la
expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de su fenotipo particular.
• Fase S: 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 proteínas nucleares y de ADN que al principio.
• Fase G
2
: es la segunda fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la síntesis de proteínas y ARN.
Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el principio de
la división celular. Termina cuando los cromosomas empiezan a condensarse al inicio de la mitosis.
• La fase M es la fase de la división celular en la cual una célula progenitora se divide en dos células hijas idénticas
entre sí y a la madre. 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.
La incorrecta regulación del ciclo celular puede conducir a la aparición de células precancerígenas que, si no son
inducidas al suicidio mediante apoptosis, puede dar lugar a la aparición de cáncer. Los fallos conducentes a dicha
desregulación están relacionados con la genética celular: lo más común son las alteraciones en oncogenes, genes
supresores de tumores y genes de reparación del ADN.
Origen
La aparición de la vida, y, por ello, de la célula, probablemente se inició gracias a la transformación de moléculas
inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas, produciéndose más adelante la interacción de
estas biomoléculas generando entes de mayor complejidad. El experimento de Miller y Urey, realizado en 1953,
demostró que una mezcla de compuestos orgánicos sencillos puede transformarse en algunos aminoácidos, glúcidos
y lípidos (componentes todos ellos de la materia viva) bajo unas condiciones ambientales que simulan las presentes
Célula 25
hipotéticamente en la Tierra primigenia (en torno al eón Arcaico).
Se postula que dichos componentes orgánicos se agruparon generando estructuras complejas, los coacervados de
Oparin, aún acelulares que, en cuanto alcanzaron la capacidad de autoorganizarse y perpetuarse, dieron lugar a un
tipo de célula primitiva, el progenote de Carl Woese, antecesor de los tipos celulares actuales. Una vez se diversificó
este grupo celular, dando lugar a las variantes procariotas, arqueas y bacterias, pudieron aparecer nuevos tipos de
células, más complejos, por endosimbiosis, esto es, captación permanente de unos tipos celulares en otros sin una
pérdida total de autonomía de aquellos. De este modo, algunos autores describen un modelo en el cual la primera
célula eucariota surgió por introducción de una arquea en el interior de una bacteria, dando lugar esta primera a un
primitivo núcleo celular. No obstante, la imposibilidad de que una bacteria pueda efectuar una fagocitosis y, por ello,
captar a otro tipo de célula, dio lugar a otra hipótesis, que sugiere que fue una célula denominada cronocito la que
fagocitó a una bacteria y a una arquea, dando lugar al primer organismo eucariota. De este modo, y mediante un
análisis de secuencias a nivel genómico de organismos modelo eucariotas, se ha conseguido describir a este
cronocito original como un organismo con citoesqueleto y membrana plasmática, lo cual sustenta su capacidad
fagocítica, y cuyo material genético era el ARN, lo que puede explicar, si la arquea fagocitada lo poseía en el ADN,
la separación espacial en los eucariotas actuales entre la transcripción (nuclear), y la traducción (citoplasmática).
Una dificultad adicional es el hecho de que no se han encontrado organismos eucariotas primitivamente
amitocondriados como exige la hipótesis endosimbionte. Además, el equipo de María Rivera, de la Universidad de
California, comparando genomas completos de todos los dominios de la vida ha encontrado evidencias de que los
eucariotas contienen dos genomas diferentes, uno más semejante a bacterias y otro a arqueas, apuntando en este
último caso semejanzas a los metanógenos, en particular en el caso de las histonas. Esto llevó a Bill Martin y Miklós
Müller a plantear la hipótesis de que la célula eucariota surgiera no por endosimbiosis, sino por fusión quimérica y
acoplamiento metabólico de un metanógeno y una α-proteobacteria simbiontes a través del hidrógeno (hipótesis del
hidrógeno). Esta hipótesis atrae hoy en día posiciones muy encotradas, con detractores como Christian de Duve.
Harold Morowitz, un físico de la Universidad Yale, ha calculado que las probabilidades de obtener la bacteria viva
más sencilla mediante cambios al azar es de 1 sobre 1 seguido por 100.000.000.000 de ceros. «Este número es tan
grande —dijo Robert Shapiro— que para escribirlo en forma convencional necesitaríamos varios centenares de miles
de libros en blanco». Presenta la acusación de que los científicos que han abrazado la evolución química de la vida
pasan por alto la evidencia aumentante y «han optado por aceptarla como verdad que no puede ser cuestionada,
consagrándola así como mitología».
[26]
Notas
[1] Entrada célula en el DRAE (http://lema.rae.es/drae/?val=célula)
[2] J William Schopf. New evidence of the antiquity of life (http://www.springerlink.com/content/h7542538808k0830/). Origins of Life and
Evolution of Biospheres. Springer Netherlands. ISSN 0169-6149
[3] M Brasier, N McLoughlin, O Green, D Wacey. A fresh look at the fossil evidence for early Archaean cellular life (http://physwww.
mcmaster.ca/~higgsp/3D03/BrasierArchaeanFossils.pdf) Philosophical Transactions of the Royal Society B, 2006 - The Royal Society
[4][4] Algunos autores consideran que la cifra propuesta por Schopf es un desacierto. Por ejemplo, destacan que los presuntos microfósiles
encontrados en rocas de más de 2,7 Ga. de antigüedad como estromatoloides, ondulaciones, dendritas, efectos de «cercos de café», filoides,
rebordes de cristales poligonales y esferulitas podrían ser en realidad estructuras auto-organizadas que tuvieron lugar en un momento en que
los macrociclos geoquímicos globales tenían mucha más importancia, la corteza continental era menor y la actividad magmática e hidrotermal
tenía una importancia capital. Según este estudio no se puede atribuir estas estructuras a la actividad biológica (endolitos) con toda seguridad.
[5] Janssen's Microscope (http://micro.magnet.fsu.edu/primer/museum/janssen.html) Optical microscopy primer: museum of microscopy.
[6] Extracto de la descripción por Hooke ( Universidad de Berkeley (http://www.ucmp.berkeley.edu/history/hooke.html))
[7] Lynn Margulis (1981): Symbiosis in Cell Evolution. WH Freeman & Company.
[8] Welstead, GG, Schorderet, P and Boyer, LA. The reprogramming language of pluripotency. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/
18356040) Curr Opin Genet Dev. 2008 Apr;18(2):123-9
[9] Brian Goodwin. The Cytoskeleton of the algae (http://books.google.com/books?hl=es&lr=&id=LUWxCi3NG4MC&oi=fnd&
pg=RA4-PA219&dq=acetabularia+cell+shape&ots=OPoaL6ZaKW&sig=kkSaDItwxcEKHywoX73s5EiOM5s), 1989
[10] J. Oelze and G. Drews Membranes of photosynthetic bacteri1 (http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&
_udi=B6T22-47T1NDN-C&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version=1&
Célula 26
_urlVersion=0&_userid=10&md5=f96d4186793c71ff1bc64f58e3b219b5) Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on
Biomembranes Volume 265, Issue 2, 18 April 1972, Pages 209-239
[11] Yosuke Koga et Hiroyuki Morii. Recent Advances in Structural Research on Ether Lipids from Archaea Including Comparative and
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[12] Berg J., Tymoczko J. and Stryer L. (2002) Biochemistry. W. H. Freeman and Company ISBN 0-7167-4955-6
[13] Germaine Cohen-Bazire, Norbert Pfennig and Riyo Kunisawa The fine structure of green bacteria (http://www.jcb.org/cgi/content/
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[14] The fluid mosaic model of the structure of cell membranes (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&
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[16] Robert N. Lightowlers, Patrick F. Chinnery, Douglass M. Turnbulland Neil Howell. Mammalian mitochondrial genetics: heredity,
heteroplasmy and disease (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9385842). Trends in Genetics. Volume 13, Issue 11, November 1997,
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[17] Shusei Sato, Yasukazu Nakamura, Takakazu Kaneko, Erika Asamizu and Satoshi Tabata. Complete Structure of the Chloroplast Genome of
Arabidopsis thaliana (http://dnaresearch.oxfordjournals.org/cgi/content/abstract/6/5/283). DNA Research 1999 6(5):283-290;
doi:10.1093/dnares/6.5.283
[18] G.E. Palade. (1955) «A small particulate component of the cytoplasm». J Biophys Biochem Cytol. Jan;1(1): pp. 59-68. PMID 14381428
[19][19] Mader, Sylvia. (2007). Biology 9th ed. McGraw Hill. New York. ISBN 978-0-07-246463-4
[20] Cabe destacar que el citoesqueleto no es un elemento exclusivo del tipo celular eucariota: hay homólogos bacterianos para sus proteínas de
mayor relevancia. De este modo, en procariotas el citoesqueleto también contribuye a la división celular, determinacion de la forma y
polaridad, etc.
[21][21] Straub, F.B. and Feuer, G. (1950) Adenosinetriphosphate the functional group of actin. Biochim. Biophys. Acta. 4, 455-470
[22] Jeffrey L. Salisbury, Kelly M. Suino, Robert Busby, Margaret Springett; Centrin-2 Is Required for Centriole Duplication in Mammalian
Cells (http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6VRT-46H835B-H&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&
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[23] Jessica L. Feldman, Stefan Geimer, Wallace F. Marshall; The Mother Centriole Plays an Instructive Role in Defining Cell Geometry (http://
biology.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pbio.0050149&ct=1&
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License)
[24] Beisson, J. and Wright M. (2003). Basal body/centriole assembly and continuity (http://www.cbi.pku.edu.cn/chinese/documents/cell/
xibaoshengwuxuecankaowenxian/cocb/15/15-1/15-096.pdf). Current Opinion in Cell Biology 15, 96-104.
[25] A veces se denomina incorrectamente sincitio a la mencionada masa pluricelular, si bien el término sólo debe emplearse para describir a las
células que proceden de la fusión de células mononucleadas y no a aquellas producto de la ausencia de citocinesis.
[26] Origins: A Skeptic’s Guide, págs. 32, 49, 128.
Referencias
Bibliografía
• Alberts et al (2004). Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega. ISBN 54-282-1351-8.
• Lane, Nick (2005). Power, Sex, Suicide. Mitochondria and the Meaning of Life. Oxford University Press. ISBN
0-19-280481-2.
• Lodish et al. (2005). Biología celular y molecular. Buenos Aires: Médica Panamericana. ISBN 950-06-1974-3.
• Paniagua, R.; Nistal, M.; Sesma, P.; Álvarez-Uría, M.; Fraile, B.; Anadón, R. y José Sáez, F. (2002). Citología e
histología vegetal y animal. McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U. ISBN 84-486-0436-9.
Célula 27
Enlaces externos
• Wikiquote alberga frases célebres de o sobre Célula. Wikiquote
• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Célula. Commons
• Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre célula.Wikcionario
Wikilibros
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• Libro online sobre biología celular (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=mboc4.TOC&
depth=2) (en inglés)
Tejido (biología)
Fotografía de tejido nervioso obtenida a partir de una
imagen de un microscopio óptico (tinción con
hematoxilina-eosina).
En biología, los tejidos son aquellos materiales constituidos por
un conjunto organizado de células, con sus respectivos orgánulos
iguales (o con pocas desigualdades entre células diferenciadas),
distribuidas regularmente, con un comportamiento fisiológico
coordinado y un origen embrionario común. Se llama histología
al estudio de estos tejidos orgánicos.
Muchas palabras del lenguaje común, como pulpa, carne o
ternilla, designan materiales biológicos en los que un tejido
determinado es el constituyente único o predominante; los
ejemplos anteriores se corresponderían respectivamente con
parénquima, tejido muscular o tejido cartilaginoso.
Sólo algunas estirpes han logrado desarrollar la pluricelularidad
en el curso de la evolución, y de éstas en sólo dos se reconoce
únicamente la existencia de tejidos, a saber, las plantas vasculares, y los animales (o metazoos). En general se admite
también que hay verdaderos tejidos en las algas pardas. Dentro de cada uno de estos grupos, los tejidos son
esencialmente homólogos, pero son diferentes de un grupo a otro y su estudio y descripción es independiente.
Constitución
En los animales estos componentes celulares, están dispuestos en una matriz extra celular, más o menos extensa, de
características particulares para cada tejido. Esta matriz es usualmente generada por las células que componen el
tejido, por lo que se dice que los tejidos están constituidos, por un componente celular y, en algunos casos, por un
componente extracelular. Es uno de los niveles de organización biológica, situado entre el nivel celular y el nivel
orgánico.
Un tejido puede estar constituido por células de una sola clase, todas iguales, o por varios tipos de células dispuestas
ordenadamente. La parte de la biología encargada del estudio de los tejidos orgánicos es la histología. Si se
profundiza en los detalles, existe más de una centena de tejidos diferentes en los animales y algunas decenas en los
vegetales, pero la inmensa mayoría son sólo variedades de unos pocos tipos fundamentales. La estructura íntima de
los tejidos escapa a simple vista, por lo cual se usa el microscopio para visualizarla.
Tejido (biología) 28
Tejidos animales
Existen cuatro tejidos animales fundamentales: epitelial, conectivo, muscular y nervioso. Estos tejidos, según su
origen embriológico, se pueden clasificar en dos grandes grupos:
Tejidos muy especializados
•• Tejido muscular
•• Tejido muscular liso
•• Tejido muscular estriado o esquelético
•• Tejido muscular cardíaco
•• Tejido nervioso
•• Neuronas
•• Neuroglía
Tejidos poco especializados
•• Tejido epitelial
•• Epitelio de revestimiento
•• Epitelio glandular
•• Epitelio sensorial
•• Tejido conectivo
•• Tejido adiposo
•• Tejido cartilaginoso
•• Tejido óseo
•• Tejido hematopoyético
•• Tejido sanguíneo
•• Tejido conjuntivo
Tejidos vegetales
Los principales tejidos de estos organismos eucariontes son los tejidos de crecimiento, protector, de sostén,
parenquimático, conductor y secretor.
• Tejido de crecimiento. También llamados meristemos, tienen por función la de dividirse por mitosis en forma
continua. Se distinguen los meristemos primarios, ubicados en las puntas de tallos y raíces y encargados de que el
vegetal crezca en longitud, y los meristemos secundarios, responsables de que la planta crezca en grosor. A partir
de las células de los meristemos derivan todas las células de los vegetales.
• Tejido protector. También llamado tegumento, está constituido por células que recubren al vegetal aislándolo del
medio externo. Los tegumentos son de dos tipos: la epidermis, formada por células transparentes que cubren a las
hojas y a los tallos jóvenes y el súber (corcho), que tiene células muertas de gruesas paredes alrededor de raíces
viejas, tallos gruesos y troncos.
• Tejido de sostén. Posee células con gruesas paredes de celulosa y de forma alargada, que le brindan rigidez al
vegetal. Son abundantes en las plantas leñosas (árboles y arbustos) y muy reducidos en las herbáceas.
• Tejido parenquimático. Formado por células que se encargan de la nutrición. Los principales son el parénquima
clorofílico, cuyas células son ricas en cloroplastos para la fotosíntesis, y el parénquima de reserva, con células que
almacenan sustancias nutritivas.
• Tejido conductor. Son células cilíndricas que al unirse forman tubos por donde circulan sustancias nutritivas. Se
diferencian dos tipos de conductos: el xilema, por donde circula agua y sales minerales (savia bruta) y el floema,
que transporta agua y sustancias orgánicas (savia elaborada) producto de la fotosíntesis y que sirven de nutrientes
a la planta.
Tejido (biología) 29
• Tejido secretor. Son células encargadas de segregar sustancias, como la resina de los pinos.
• Tejido meristemático. Responsable del crecimiento longitudinal y diametral de las plantas.
Referencias
• Siwel Adviel, Raven, Peiter H., Evert, Ray F., & Eichhorn, Susan E. (1986). Biology of Plants (4th ed.). New
York: Worth Publishers. ISBN 0-87901-315-X.
Enlaces externos
• Lista de tejidos en ExPASy
[1]
• Tejido humano artificial
[2]
Referencias
[1] http://www.expasy.org/cgi-bin/lists?tisslist.txt
[2] http://www.solociencia.com/biologia/06080112.htm
Órgano (biología)
Órganos principales y sistema cardiovascular y
genito-urinario de una mujer (Leonardo da Vinci, 1507).
Un órgano (del latín órganum, ‘herramienta’), en biología y
anatomía, es una agrupación de diversos tejidos que forman
una unidad estructural encargada del cumplimiento de una
función determinada en el seno de un organismo pluricelular.
Dentro de la complejidad biológica los órganos se encuentran
en un nivel de organización biológica superior a los tejidos e
inferior al de sistema.
[1][2]
En biología celular, un orgánulo (diminutivo de órgano) es
una estructura o compartimento sub-celular, análoga a los
órganos de seres vivos pluricelulares, que desempeña una
función concreta.[3]
Definición de órgano, aparato y sistema
en anatomía
Jiménez-Castellanos, Catalina Herrera y Carmona Bono, en
su Anatomía humana general, proponen las siguientes
definiciones:
[4]
• Órgano —Parte diferenciada del cuerpo que participa en la
realización de una función.
• Aparato —Conjunto de órganos distintos en su estructura que contribuyen a realizar la misma función.
• Sistema —Conjunto de órganos con idéntica estructura y origen embriológico.
Órganos de los animales
Los órganos de los animales y por lo tanto del ser humano incluyen el corazón, pulmón, cerebro, ojos, lengua,
estómago, bazo, huesos, páncreas, riñón, hígado, intestinos, piel (el mayor órgano de todos), vejiga, y los órganos
que componen el aparato reproductor: los femeninos (ovarios, clítoris, útero) y los masculinos (testículos, pene,
Órgano (biología) 30
próstata). Los órganos internos también se denominan vísceras.
Órganos, sistemas y aparatos en anatomía humana
Dentro de los distintos niveles de organización de la complejidad biológica de los animales nos encontramos con
numerosos órganos agrupados según su función en los distintos aparatos y sistemas biológicos.
No todos los animales poseen todos los órganos, sólo los denominados animales superiores —por tener aparato
reproductor— (vertebrados: aves, mamíferos, reptiles, peces y anfibios), disponen de todos o la mayoría de órganos
relacionados.
Algunos órganos, por su función, pueden adscribirse a dos o más sistemas o aparatos. El sistema nervioso coordina
el adecuado funcionamiento de los distintos sistemas y aparatos.
Se relacionan los distintos órganos agrupados en sistemas y aparatos funcionales de la anatomía humana:
Sistema o Aparato Órganos Otras partes o elementos (no son órganos)
Aparato digestivo estómago e hígado boca, faringe, esófago, vesícula biliar e intestinos (delgado y grueso)
Aparato respiratorio pulmones fosas nasales, faringe, epiglotis, laringe, tráquea, bronquio, bronquiolo, alvéolo y
diafragma
Aparato circulatorio corazón, pulmones, bazo, timo El aparato circulatorio es el conjunto de los sistemas cardiovascular y linfático
Sistema
cardiovascular
corazón, pulmones, arterias, venas y capilares
Sistema linfático bazo, timo ganglios linfáticos, médula ósea
Aparato genital
o aparato
reproductor
masculino testículos, pene y
próstata
vesícula seminal, glándulas bulbouretrales, epidídimo
femenino ovarios, clítoris y
útero
trompas de Falopio, vagina, glándulas de Bartolino
Sistema endocrino páncreas, timo, ovarios y testículos y otras glándulas endocrinas (glándula tiroides, hipotálamo, hipófisis, glándula
pineal, glándula pituitaria, , glándula adrenal
Aparato excretor riñón, vejiga uréter, uretra
Sistema nervioso cerebro encéfalo (cerebro, cerebelo, tronco encefálico); sistema nervioso central, sistema
nervioso periférico, nervios y sistema sensorial
Sistema sensorial sistema visual: ojo
sistema auditivo: oído —órgano
vestíbulo-coclear
Sistema somatosensorial: tacto; sistema gustativo y sistema olfativo
Aparato fonador lengua, pulmones laringe, cuerdas vocales, labios, bronquios, tráquea, glotis. El aparato fonador
incluye órganos del aparato respiratorio y el aparato faríngeo
Aparato locomotor huesos y músculos sistema esquelético, sistema articular y sistema muscular (coordinados por el
sistema nervioso permiten la locomoción)
Sistema esquelético huesos (esqueleto humano adulto tiene una media de 206 huesos)
Sistema muscular músculos
Sistema articular -- articulaciones, ligamentos, tendones y cartílagos
Sistema inmunitario piel y los sistemas de inmunidad innata y adaptativa (algunas enzimas, anticuerpos,
células como los leucocitos y diversos tipos de orgánulos)
Aparato
estomatognático
lengua boca, labios, dientes, encías, mejillas, paladar, amígdalas, orofaringe, glándulas
salivales, maxilares, ganglios linfáticos, senos paranasales
Sistema
integumentario
piel tegumento: (piel) y faneras (pelo, uñas y glándulas exocrinas -en los animales
también las pezuñas, escamas, picos, plumas y cuernos-)
Órgano (biología) 31
Órganos por zona anatómica
Prácticamente por todo el cuerpo humano encontramos órganos o partes de los sistemas muscular, esquelético, el
cardiovascular, linfático y nervios, ya sea central o periférico. La piel (el órgano de mayor tamaño) se localiza en
todas las zonas anatómicas. Sin embargo hay numerosos órganos que están localizados en zonas anatómicas
determinadas
Zona
anatómica
Órganos Otras partes o elementos (no son órganos)
Cabeza y
cuello
ojo, oído, lengua, cerebro cráneo, boca, dientes, fosas nasales, laringe, faringe, glándulas salivales, vértebras cervicales,
tiroides, paratiroides y encéfalo (parte del sistema nervioso central)
Tórax pulmones, corazón, timo esófago, tráquea, glándulas mamarias, columna vertebral , esternón, caja torácica, costillas,
bronquios, diafragma, y la médula espinal (que es parte del sistema nervioso
central)mediastino
Abdomen estómago, hígado, páncreas,
bazo, riñones
peritoneo, duodeno, intestinos, vesícula biliar, glándulas suprarrenales
Pelvis ovarios, clítoris, útero, pene,
testículos, próstata vejiga urinaria
trompas de falopio, vagina, vulva, perineo e intestinos...
Extremidades huesos y músculos Extremidad superior: hombro, cintura escapular, brazo, antebrazo, codo, muñeca, manos
extremidad inferior: cintura pelviana, muslo, rodilla, pierna, tobillo y pie
Órganos en plantas superiores
Las plantas superiores o espermatofitas son aquellas que se reproducen por semillas. En anatomía vegetal las
siguientes estructuras presentes en las plantas traqueofitas (plantas vasculares) son consideradas como órganos:
• Raíz.
• Tallo.
• Yema.
• Hoja.
• Flor (presente sólo en angiospermas —plantas con flor—).
• Fruto (presentes sólo en plantas espermatofitas —no en las briofitas—).
• Semilla (presentes en las plantas espermatofitas: angiospermas y gimnospermas —sin flores—).
Morfología de los órganos: estroma y parénquima
Los diferentes tejidos, tanto animales como vegetales, que componen un órgano constituyen su morfología
(histoarquitectura) y aportan funcionalidad (histofisiología). La estroma es la fracción orgánica que se corresponde
con los elementos estructurales, y el parénquima es la fracción fisiológica del órgano.
Otras clasificaciones para la denominación de los órganos
Órganos animales: vísceras
Una víscera es un órgano contenido en una cavidad esplácnica, como la craneal, torácica, la abdominal y la pélvica.
La parte de la anatomía que estudia las vísceras es la esplacnología. En el lenguaje coloquial las vísceras reciben la
denominación entrañas.
[5]
Órgano (biología) 32
Órganos macizos y huecos
Según la constitución anatómica o estructural, existen dos grandes grupos de órganos:
• Órganos macizos o parenquimatosos: son los órganos que presentan dos partes bien diferenciadas en su
constitución anatómica/histológica: la estroma (el armazón intersticial) y el parénquima (tejido noble del órgano).
• Órganos huecos, membranosos o canaliculares: Son los órganos que presentan morfología de saco hueco y que
va a estar tapizada por una serie de capas estructurales o túnicas.
Referencias
[1] Manual de historia natural, Manuel María José de Galdo, 1848, pp. 190 y ss. —Google books - Vista completa— (http://books.google.es/
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[2] Sobre la definición de la vida, en Vida inteligente en el universo 'Vslennia︠︡ zhizh', Carl Sagan, Iosef Shmuelovich Shklovskii, 1981, p. 204
—Google books - Vista previa restringida— (http://books.google.es/books?id=w5hlGejQVhUC&pg=PA204&dq=complejidad+
biológica&lr=&as_brr=0#v=onepage&q=complejidad biológica&f=false)
[3] Fisiología celular en Fisica biologica: Sobre la nueva tradicion del siglo XX, Philip Charles Nelson, nota 3, p. 42 —Google books - Vista
previa restringida— (http://books.google.es/books?id=aWu02TNspHMC&pg=PA42&dq=definición+de+orgánulo&lr=&
as_brr=0#v=onepage&q=definición de orgánulo&f=false)
[4] Definición de órgano, aparato y sistema en Anatomía humana general, Juan Jiménez-Castellanos Ballesteros, Carlos Javier Catalina Herrera,
Amparo Carmona Bono, 2002, Universidad de Sevilla, p.22 (http://books.google.es/books?id=m9-RRP8Qc4gC&pg=PA22&
dq=anatomÃa+órganos+aparatos&lr=&as_brr=0#v=onepage&q=anatomÃa órganos aparatos&f=false)
[5] Entrañas en Diccionario de la R.A.E. (http://lema.rae.es/drae/?val=entraña)
Enlaces externos
• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Órgano. Commons
• Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre órgano.Wikcionario
Lípido 33
Lípido
Fosfolípidos organizados en liposomas, micelas y bicapa lipídica.
Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas (la
mayoría biomoléculas) compuestas principalmente por
carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno,
aunque también pueden contener fósforo, azufre y
nitrógeno. Tienen como característica principal el ser
hidrófobas (insolubles en agua) y solubles en
disolventes orgánicos como la bencina, el benceno y el
cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les
llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son
sólo un tipo de lípidos procedentes de animales.
Los lípidos cumplen funciones diversas en los
organismos vivientes, entre ellas la de reserva
energética (como los triglicéridos), la estructural (como
los fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (como
las hormonas esteroides).
Características generales
Los lípidos son moléculas muy diversas; unos están
formados por cadenas alifáticas saturadas o insaturadas,
en general lineales, pero algunos tienen anillos
(aromáticos). Algunos son flexibles, mientras que otros son rígidos o semiflexibles hasta alcanzar casi una total
Flexibilidad mecánica molecular; algunos comparten carbonos libres y otros forman puentes de hidrógeno.
La mayoría de los lípidos tiene algún tipo de carácter no polar, es decir, poseen una gran parte apolar o hidrofóbico
("que le teme al agua" o "rechaza el agua"), lo que significa que no interactúa bien con solventes polares como el
agua, pero sí con la gasolina, el éter o el cloroformo. Otra parte de su estructura es polar o hidrofílica ("que tiene
afinidad por el agua") y tenderá a asociarse con solventes polares como el agua; cuando una molécula tiene una
región hidrófoba y otra hidrófila se dice que tiene carácter de anfipático. La región hidrófoba de los lípidos es la que
presenta solo átomos de carbono unidos a átomos de hidrógeno, como la larga "cola" alifática de los ácidos grasos o
los anillos de esterano del colesterol; la región hidrófila es la que posee grupos polares o con cargas eléctricas, como
el hidroxilo (–OH) del colesterol, el carboxilo (–COOH
–
) de los ácidos grasos, el fosfato (–PO
4
–
) de los
fosfolípidos.
Clasificación bioquímica
Los lípidos son un grupo muy heterogéneo que usualmente se subdivide en dos, atendiendo a que posean en su
composición ácidos grasos (lípidos saponificables) o no los posean (lípidos insaponificables):
•• Lípidos saponificables
Simples. Lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
Acilglicéridos. Son ésteres de ácidos grasos con glicerol. Cuando son sólidos se les llama grasas y
cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites.
Céridos (ceras).
Lípido 34
Complejos. Son los lípidos que, además de contener en su molécula carbono, hidrógeno y oxígeno, contienen
otros elementos como nitrógeno, fósforo, azufre u otra biomolécula como un glúcido. A los lípidos complejos
también se les llama lípidos de membrana pues son las principales moléculas que forman las membranas
celulares.
Fosfolípidos
Fosfoglicéridos
Fosfoesfingolípidos
Glucolípidos
Cerebrósidos
Gangliósidos
•• Lípidos insaponificables
Terpenoides
Esteroides
Prostaglandinas
Lípidos saponificables
Ácidos grasos
Estructura en tres dimensiones del ácido linoleico, un
tipo de ácido graso. En rojo se observa la cabeza polar
correspondiente a un grupo carboxilo.
Son las unidades básicas de los lípidos saponificables, y consisten
en moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada(CH2)
con un número par de átomos de carbono (2-24) y un grupo
carboxilo(COOH) terminal. La presencia de dobles enlaces en el
ácido graso reduce el punto de fusión. Los ácidos grasos se
dividen en saturados e insaturados.
• Saturados. Sin dobles enlaces entre átomos de carbono; por
ejemplo, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido
margárico, ácido esteárico, ácido araquídico y ácido
lignocérico.
• Insaturados. Los ácidos grasos insaturados se caracterizan por
poseer dobles enlaces en su configuración molecular. Éstas son
fácilmente identificables, ya que estos dobles enlaces hacen que
su punto de fusión sea menor que en el resto. Se presentan ante nosotros como líquidos, como aquellos que
llamamos aceites. Este tipo de alimentos disminuyen el colesterol en sangre y también son llamados ácidos grasos
esenciales. Los animales no son capaces de sintetizarlos, pero los necesitan para desarrollar ciertas funciones
fisiológicas, por lo que deben aportarlos en la dieta. La mejor forma y la más sencilla para poder enriquecer
nuestra dieta con estos alimentos, es aumentar su ingestión, es decir, aumentar su proporción respecto a los
alimentos que consumimos de forma habitual.Con uno o más dobles enlaces entre átomos de carbono; por
ejemplo, ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido linoleico, ácido linolénico y ácido araquidónico y
ácido nervónico.
Los denominados ácidos grasos esenciales no pueden ser sintetizados por el organismo humano y son el ácido
linoleico, el ácido linolénico y el ácido araquidónico, que deben ingerirse en la dieta.
Lípido 35
Propiedades físicoquímicas
• Carácter anfipático. Ya que el ácido graso está formado por un grupo carboxilo y una cadena hidrocarbonada,
esta última es la que posee la característica hidrófoba; por lo cual es responsable de su insolubilidad en agua.
• Punto de fusión: Depende de la longitud de la cadena y de su número de insaturaciones, siendo los ácidos grasos
insaturados los que requieren menor energía para fundirse.
• Esterificación. Los ácidos grasos pueden formar ésteres con grupos alcohol de otras moléculas.
• Saponificación. Por hidrólisis alcalina los ésteres formados anteriormente dan lugar a jabones (sal del ácido
graso)
• Autooxidación. Los ácidos grasos insaturados pueden oxidarse espontáneamente, dando como resultado
aldehídos donde existían los dobles enlaces covalentes.
Acilglicéridos
Representación tridimensional de un triglicérido.
Los acilglicéridos o acilgliceroles son ésteres de ácidos grasos con
glicerol (glicerina), formados mediante una reacción de condensación
llamada esterificación. Una molécula de glicerol puede reaccionar con
hasta tres moléculas de ácidos grasos, puesto que tiene tres grupos
hidroxilo.
Según el número de ácidos grasos que se unan a la molécula de
glicerina, existen tres tipos de acilgliceroles:
• Monoglicéridos: sólo existe un ácido graso unido a la molécula de
glicerina.
• Diacilglicéridos: la molécula de glicerina se une a dos ácidos
grasos.
• Triacilglicérido o triglicéridos: la glicerina está unida a tres ácidos grasos. Son los más importantes y extendidos
de los tres.
Los triglicéridos constituyen la principal reserva energética de los animales, en los que constituyen las grasas; en los
vegetales constituyen los aceites. El exceso de lípidos es almacenado en grandes depósitos en el tejido adiposo de los
animales.
Céridos
Las ceras son moléculas que se obtienen por esterificación de un ácido graso con un alcohol monovalente lineal de
cadena larga. Por ejemplo la cera de abeja. Son sustancias altamente insolubles en medios acuosos y a temperatura
ambiente se presentan sólidas y duras. En los animales las podemos encontrar en la superficie del cuerpo, piel,
plumas, cutícula, etc. En los vegetales, las ceras recubren en la epidermis de frutos, tallos, junto con la cutícula o la
suberina, que evitan la pérdida de agua por evaporación.
Lípido 36
Fosfolípidos
Los fosfolípidos se caracterizan por poseer un grupo de naturaleza fosfato que les otorga una marcada polaridad. Se
clasifican en dos grupos, según posean glicerol o esfingosina.
Fosfoglicéridos
Estructura de un fosfoglicérido; X representa el
alcohol o aminoalcohol que se esterifica con el
grupo fosfato; el resto representa el ácido
fosfatídico.
Los fosfoglicéridos están compuestos por ácido fosfatídico, una
molécula compleja compuesta por glicerol, al que se unen dos ácidos
grasos (uno saturado y otro insaturado) y un grupo fosfato; el grupo
fosfato posee un alcohol o un aminoalcohol, y el conjunto posee una
marcada polaridad y forma lo que se denomina la "cabeza" polar del
fosfoglicérido; los dos ácidos grasos forman las dos "colas" hidrófobas;
por tanto, los fosfoglicéridos son moléculas con un fuerte carácter
anfipático que les permite formar bicapas, que son la arquitectura
básica de todas las membranas biológicas.
Los principales alcoholes y aminos de los fosfoglicéridos que se
encuentran en las membranas biológicas son la colina (para formar la
fosfatidilcolina o lecitina), la etanolamina (fosfatidiletanolamina o cefalina), serina (fosfatidilserina) y el inositol
(fosfatidilinositol).
Fosfoesfingolípidos
Imagen en 3D de la molécula de la esfingosina.
Los fosfoesfingolípidos son esfingolípidos con un grupo fosfato, tienen
una arquitectura molecular y unas propiedades similares a los
fosfoglicéridos. No obstante, no contienen glicerol, sino esfingosina,
un aminoalcohol de cadena larga al que se unen un ácido graso,
conjunto conocido con el nombre de ceramida; a dicho conjunto se le
une un grupo fosfato y a éste un aminoalcohol; el más abundante es la
esfingomielina, en la que el ácido graso es el ácido lignocérico y el
aminoalcohol la colina; es el componente principal de la vaina de
mielina que recubre los axones de las neuronas.
Glucolípidos
Los glucolípidos son esfingolípidos formados por una ceramida (esfingosina + ácido graso) unida a un glúcido,
careciendo, por tanto, de grupo fosfato. Al igual que los fosfoesfingolípidos poseen ceramida, pero a diferencia de
ellos, no tienen fosfato ni alcohol. Se hallan en las bicapas lipídicas de todas las membranas celulares, y son
especialmente abundantes en el tejido nervioso; el nombre de los dos tipos principales de glucolípidos alude a este
hecho:
• Cerebrósidos. Son glucolípidos en los que la ceramida se une un monosacárido (glucosa o galactosa) o a un
oligosacárido.
• Gangliósidos. Son glucolípidos en los que la ceramida se une a un oligosacárido complejo en el que siempre hay
ácido siálico.
Los glucolípidos se localizan en la cara externa de la bicapa de las membranas celulares donde actúan de receptores.
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El cuerpo humano

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  • 2. Contenidos Artículos Extremidad 1 Tronco (anatomía) 1 Cabeza 2 Brazo 3 Pierna 5 Cuerpo (anatomía) 7 Sistema (anatomía) 7 Molécula 8 Célula 10 Tejido (biología) 27 Órgano (biología) 29 Lípido 33 Proteína 39 Glúcido 49 Célula eucariota 56 Cromosoma 61 Gen 84 Biología celular 87 Histología 89 Piel 90 Referencias Fuentes y contribuyentes del artículo 96 Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 99 Licencias de artículos Licencia 101
  • 3. Extremidad 1 Extremidad Se llaman extremidades o miembros a los órganos externos, articulados con el tronco, que cumplen funciones de locomoción, vuelo o manipulación de objetos en los animales. En lenguaje vulgar, se les llama «patas» a las extremidades de los animales cuadrúpedos, a las inferiores de las aves y a las de los insectos. En el caso del ser humano, las extremidades pueden tener otras funciones. Las manos, que son la terminación de los miembros superiores, tuvieron una importancia crucial en la evolución humana, como resultado del bipedismo, según diversos autores —como Edgar Morin en El paradigma perdido: la naturaleza del hombre (1971)—, en donde se refiere a la dialéctica «pie-mano-cerebro». Tratándose del cuerpo humano, las extremidades son los miembros superiores o torácicos y los miembros inferiores o pelvianos, que en lenguaje coloquial constituyen los brazos y piernas respectivamente. No obstante, en sentido estricto —anatómico— brazo y pierna no son sino dos segmentos más de los que componen el miembro superior e inferior. En el caso de los cuadrúpedos, se habla de extremidades anteriores y posteriores. Enlaces externos • Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre extremidad.Wikcionario Tronco (anatomía) Dibujo del tronco de una persona de sexo masculino (Gray's Anatomy). En anatomía humana el tronco o torso es una de las partes fundamentales del cuerpo junto a la cabeza y miembros. En su parte superior se encuentra la cabeza, y de sus lados arrancan los miembros superiores o torácicos arriba, y los miembros inferiores o pelvianos abajo. Tanto desde un punto de vista topográfico como funcional, el esqueleto del tronco se organiza en columna vertebral y tórax: •• Columna vertebral Eje fundamental del cuerpo, central y posterior. •• Tórax Caja ósea elástica que contiene los pulmones y corazón, y en cuya parte superior se fijan los miembros superiores o torácicos mediante la cintura escapular, primer segmento del miembro correspondiente. Es decir, la cintura escapular no pertenece al tórax. El tórax lo forman: 1. Porción dorsal de la columna vertebral, por detrás. 2. El esternón, delante y arriba, en el centro. 3. Las costillas, por detrás, delante y a los lados. El tronco aloja los órganos del aparato cardiopulmonar (el corazón, los pulmones y los grandes [[vaso sanguíneovasos), lo mismo que los órganos responsables de la digestión (el estómago, y el intestino) y sus glándulas anejas (el hígado y el páncreas). Asimismo contiene el aparato urinario (los riñones y la vejiga), y el aparato reproductor femenino (el útero, los ovarios, y las trompas de Falopio). Los límites son:
  • 4. Tronco (anatomía) 2 •• En la parte superior. El plano del cuello que forman los anacronios (derecho e izquierdo), el punto supraesternal y el punto de la vértebra prominente o espinal. •• En la parte inferior. El plano de las extremidades inferiores formado por el surco subglúteo y la parte más baja de los [[Aparato genitalgenitales externos. •• A los lados. Lo separa de las extremidades inferiores los planos que forman los anacronios, y los vértices internos de la pirámide, formada a su vez por el anacronio (vértice superior), el brazo (cara externa), el tórax (cara interna), el omóplato (cara posterior) y el pectoral (cara anterior). El límite tóracoabdominal está formado por el plano que pasa por la apófisis sifoides del esternón, la apófisis espinosa de la 12D, y las arcadas costales. Cabeza Cabeza humana. Cabeza humana. Parte superior del cuerpo del ser humano, y superior o anterior de muchos animales, donde se encuentran algunos órganos de los sentidos y el cerebro: el cuerpo humano está formado por cabeza, tronco y extremidades. La cabeza (o "testa", que puede ser o bien la cabeza en sí o la frente), de un animal, es la parte anterior del cuerpo que contiene la boca, el cerebro y varios órganos sensoriales (generalmente órganos de visión, audición, olfato y gusto). El máximo grado de cefalización se da en los artrópodos (sobre todo insectos) y en los vertebrados; en estos animales, la cabeza está netamente diferenciada del resto del cuerpo y provista de órganos sensoriales muy eficientes. Los animales más sencillos, como las esponjas, y los que presentan simetría radial (cnidarios y ctenóforos) no poseen cabeza, pero sí la tienen la mayoría de las formas con simetría bilateral (Bilateria); estos animales poseen un eje antero-posterior de manera que en la parte anterior del cuerpo se concentran el cerebro y los órganos sensoriales; el grado de cefalización es variable en los distintos filos bilaterales; muchos poseen una cabeza incipiente (platelmintos, anélidos, nematodos, moluscos). Dentro de los bilaterales, hay también grupos sin cabeza como los bivalvos, briozoos, equinodermos, etc. Cabeza de artrópodos Cabeza de insecto (Odonata). Los artrópodos son los invertebrados con un grado mayor de cefalización, lo que se traduce en la posesión de un cerebro complejo. El cerebro está formado por la fusión de los tres pares de ganglios de los tres primeros segmentos del cuerpo, de modo que se puede distinguir tres regiones: • Protocerebro' (primer par de ganglios). Inerva los órganos visuales. • Deutocerebro' (segundo par de ganglios). Inerva las antena. Falta en los quelicerados. • Tritocerebro'(tercer par de ganglios). Inerva los quelíceros (quelicerados) o el segundo par de antenas (crustáceos). Los escleritos de la cabeza están también fusionados entre sí, formando una estructura compacta denominada cápsula cefálica.
  • 5. Cabeza 3 Cabeza humana La región anteroinferior de la cabeza, donde se encuentran los ojos, nariz y boca, es llamada cara, la región superior a esta, frente, y el mentón el extremo inferior. Una vez privada la cabeza de las partes blandas, queda su esqueleto, la cabeza ósea, que se articula con la primera vértebra del raquis, el atlas, mediante el occipital. Los huesos de la cabeza ósea se organizan en dos grupos claramente diferenciados: cráneo y cara. Cráneo: protege el encéfalo, y aloja el oído. Cara: en ella reside el aparato de la masticación -mandíbulas, dientes, músculos masticadores-. Además, en ella se fijan los músculos de la mímica, y se alojan órganos de los sentidos o sus anexos: ojos, fosas nasales, lengua. A su vez, cráneo y cara están formados por diversos huesos, todos ellos pares, excepto cinco: cuatro del cráneo -frontal, etmoides, esfenoides, occipital-, y uno de la cara -vómer-: Enlaces externos • Deformidades craneales [1] • Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Cabeza. Commons Referencias [1] http://www.plagiocefalia.com Brazo Brazo Brazo Corte transversal del brazo Latín [TA]: brachium TA A01.1.00.022 [1] Arteria Arteria axilar Vena Vena axilar Nervio Plexo braquial Enlaces externos MeSH Arm [2] En anatomía humana, el brazo es el segundo segmento del miembro superior, entre la cintura escapular -que lo fija al tronco- y el antebrazo. Se articula con la primera en la escápula y con el segundo en el cúbito. el brazo también es la estructura análoga de un cuadrúpedo, en este caso la pata delantera. En lenguaje coloquial, brazo suele tomarse con el sentido de extremidad superior -o anterior, según los casos-.
  • 6. Brazo 4 En ciencias políticas e historiografía, se utiliza brazo como sinónimo de estamento. El hueso del brazo es el húmero, que se articula con la escápula por su epífisis proximal, y con el cúbito (ulna) y radio en su epífisis distal. •• Músculos pectorales • Pectoral mayor. • Pectoral menor. • Subclavio. • Serrato mayor. Músculos cara anterior. • Músculos dorsales. Conectan el brazo con la columna vertebral. • Trapecio (superficial). • Dorsal ancho (superficial). • Elevador de la escápula (profundo). • Romboides mayor (profundo). • Romboides menor (profundo). • Músculos del hombro. Se originan en la clavícula y acaban en el húmero. • Supraespinoso. • Infraespinoso. • Redondo menor (teres menor). • Redondo mayor (teres mayor). • Subescapular. • Deltoides. • Músculos del brazo. •• Grupo anterior (flexores del codo): • Bíceps braquial. Tiene dos porciones, larga y corta; es el músculo flexor del antebrazo. • Braquial anterior. • Coracobraquial. •• Grupo posterior (extensor): • Tríceps braquial. Tiene tres porciones, larga, externa o vasto externo e interna o vasto interno; es el músculo extensor del antebrazo. Enlaces externos • Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre BrazoCommons. Referencias [1] http://www.unifr.ch/ifaa/Public/EntryPage/TA98%20Tree/Entity%20TA98%20EN/01.1.00.022%20Entity%20TA98%20EN.htm [2] http://www.nlm.nih.gov/cgi/mesh/2007/MB_cgi?mode=&term=Arm
  • 7. Pierna 5 Pierna Pierna Aspecto lateral de la pierna derecha. Latín [TA]: crus TA A01.1.00.038 [1] En anatomía humana, la pierna es el tercer segmento del miembro inferior o pelviano, comprendida entre la rodilla y el tobillo. La pierna se articula con el muslo mediante la rodilla, y con el pie mediante el tobillo. [2] En lenguaje común, no científico, el término pierna denota la totalidad del miembro inferior del cuerpo humano. Huesos de la pierna La pierna según su concepto anatómico solo posee un hueso conformado por dos segmentos juntos •• Tibia •• Peroné Músculos de la pierna Se incluyen los músculos de la pierna, según el concepto anatómico, es decir el espacio comprendido entre rodilla y tobillo. •• Grupo muscular anterior •• Tibial anterior •• Músculo extensor largo del dedo gordo •• Músculo extensor largo de los dedos •• Músculo peroneo anterior •• Grupo muscular externo •• Músculo peroneo lateral largo •• Músculo peroneo lateral corto •• Grupo muscular posterior •• Poplíteo •• Músculo flexor largo de los dedos del pie •• Músculo tibial posterior •• Tríceps sural • gemelo interno, • gemelo externo,
  • 8. Pierna 6 • sóleo. •• Plantar delgado Músculos flexores superficiales Músculos flexores profundos Músculos extensores Sistema vascular Arterias •• Arteria poplítea •• Arteria tibial anterior •• Tronco tibioperoneo •• Arteria peronea •• Arteria tibial posterior Venas •• Vena safena interna •• Vena safena externa Nervios de la pierna •• Nervio ciático poplíteo interno •• Nervio ciático poplíteo externo •• Nervio safeno interno
  • 9. Pierna 7 Referencias [1] http://www.unifr.ch/ifaa/Public/EntryPage/TA98%20Tree/Entity%20TA98%20EN/01.1.00.038%20Entity%20TA98%20EN.htm [2][2] Tortora - Derrickson. Principios de Anatomía y Fisiología, 11ª edición (2006). ISBN 968-7988-77-0. Consultado el 13/4/2010 Enlaces externos • Wikiquote alberga frases célebres de o sobre Pierna. Wikiquote Cuerpo (anatomía) En seres vivos, un cuerpo es la parte física y material de un ser. En el caso de los humanos, especialmente, ha estado asociada a lo largo de los siglos con el alma, personalidad y comportamiento. En ciertos contextos, una parte superficial del cuerpo, como el cabello, puede no ser considerado parte de él, incluso cuando se encuentra adjunto. Lo mismo es válido para sustancias excretables. En general se considera que una planta no posee un cuerpo. La palabra "cuerpo" en diversas ocasiones es utilizada en conexión con la apariencia, la salud y la muerte. El cuerpo de una persona muerta es llamado cadáver. De manera elemental se dice que el cuerpo humano se compone de cabeza, tronco y extremidades. En realidad el cuerpo humano es mucho más complejo dado que en dicha categorización no se incluyen los órganos internos del mismo. El estudio del comportamiento del cuerpo es conocido como anatomía. Sistema (anatomía) Un sistema o aparato es un conjunto de órganos y estructuras similares que trabajan en conjunto para cumplir alguna función fisiológica en un ser vivo. Los sistemas son un nivel de organización biológico, entre el nivel de órgano y el de aparato, que está constituido por la concurrencia funcional de varios sistemas. Los sistemas orgánicos comparten cierta coherencia morfo-funcional, tanto en sus órganos y tejidos, como en sus estructuras y origen embriológico. Lista de sistemas Los principales aparatos o sistemas son: •• Aparato circulatorio •• Aparato digestivo •• Aparato respiratorio •• Sistema excretor •• Sistema inmunitario •• Sistema linfático •• Sistema muscular •• Sistema nervioso •• Sistema nervioso autónomo •• Sistema nervioso central •• Sistema nervioso somático •• Sistema nervioso periférico
  • 10. Sistema (anatomía) 8 •• Sistema óseo •• Sistema urogenital •• Sistema tegumentario •• Sistema endocrino •• Sistema reproductor Enlaces externos • Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Sistema. Commons Molécula En química, se llama molécula a un conjunto de al menos dos átomos enlazados covalentes que forman un sistema estable y eléctricamente neutro. Casi toda la química orgánica y buena parte de la química inorgánica se ocupan de la síntesis y reactividad de moléculas y compuestos moleculares. La química física y, especialmente, la química cuántica también estudian, cuantitativamente, en su caso, las propiedades y reactividad de las moléculas. La bioquímica está íntimamente relacionada con la biología molecular, ya que ambas estudian a los seres vivos a nivel molecular. El estudio de las interacciones específicas entre moléculas, incluyendo el reconocimiento molecular es el campo de estudio de la química supramolecular. Estas fuerzas explican las propiedades físicas como la solubilidad o el punto de ebullición de un compuesto molecular. Las moléculas rara vez se encuentran sin interacción entre ellas, salvo en gases enrarecidos y en los gases nobles. Así, pueden encontrarse en redes cristalinas, como el caso de las moléculas de H 2 O en el hielo o con interacciones intensas pero que cambian rápidamente de direccionalidad, como en el agua líquida. En orden creciente de intensidad, las fuerzas intermoleculares más relevantes son: las fuerzas de Van der Waals y los puentes de hidrógeno. La dinámica molecular es un método de simulación por computadora que utiliza estas fuerzas para tratar de explicar las propiedades de las moléculas. Definición y sus límites De manera menos general y precisa, se ha definido molécula como la parte más pequeña de una sustancia química que conserva sus propiedades químicas, y a partir de la cual se puede reconstituir la sustancia sin reacciones químicas. De acuerdo con esta definición, que resulta razonablemente útil para aquellas sustancias puras constituidas por moléculas, podrían existir las "moléculas monoatómicas" de gases nobles, mientras que las redes cristalinas, sales, metales y la mayoría de vidrios quedarían en una situación confusa. Las moléculas lábiles pueden perder su consistencia en tiempos relativamente cortos, pero si el tiempo de vida medio es del orden de unas pocas vibraciones moleculares, estamos ante un estado de transición que no se puede considerar molécula. Actualmente, es posible el uso de láser pulsado para el estudio de la química de estos sistemas. Las entidades que comparten la definición de las moléculas pero tienen carga eléctrica se denominan iones poliatómicos, iones moleculares o moléculas ion. Las sales compuestas por iones poliatómicos se clasifican habitualmente dentro de los materiales de base molecular o materiales moleculares.
  • 11. Molécula 9 Tipos de moléculas Las moléculas se pueden clasificar en: • Moléculas discretas, constituidas por un número bien definido de átomos, sean estos del mismo elemento (moléculas homonucleares, como el dinitrógeno o el fullereno) o de elementos distintos (moléculas heteronucleares, como el agua). Molécula de dinitrógeno, el gas que es el componente mayoritario del aire Molécula de fullereno, tercera forma estable del carbono tras el diamante y el grafito Molécula de agua, "disolvente universal", de importancia fundamental en innumerables procesos bioquímicos e industriales Representación poliédrica del anión de Keggin, un polianión molecular • Macromoléculas o polímeros, constituidas por la repetición de una unidad comparativamente simple -o un conjunto limitado de dichas unidades- y que alcanzan pesos moleculares relativamente altos. Representación de un fragmento de ADN, un polímero de importancia fundamental en la genética Enlace peptídico que une los péptidos para formar proteínas Representación de un fragmento lineal de polietileno, el plástico más usado Primera generación de un dendrímero, un tipo especial de polímero que crece de forma fractal Descripción La estructura molecular puede ser descrita de diferentes formas. La fórmula molecular es útil para moléculas sencillas, como H 2 O para el agua o NH 3 para el amoníaco. Contiene los símbolos de los elementos presentes en la molécula, así como su proporción indicada por los subíndices. Para moléculas más complejas, como las que se encuentran comúnmente en química orgánica, la fórmula química no es suficiente, y vale la pena usar una fórmula estructural o una fórmula esqueletal, las que indican gráficamente la disposición espacial de los distintos grupos funcionales. Cuando se quieren mostrar variadas propiedades moleculares, o se trata de sistemas muy complejos como proteínas, ADN o polímeros, se utilizan representaciones especiales, como los modelos tridimensionales (físicos o representados por ordenador). En proteínas, por ejemplo, cabe distinguir entre estructura primaria (orden de los aminoácidos), secundaria (primer plegamiento en hélices, hojas, giros…), terciaria (plegamiento de las estructuras tipo hélice/hoja/giro para dar glóbulos) y cuaternaria (organización espacial entre los diferentes glóbulos).
  • 12. Molécula 10 Figura 1. Representaciones de la terpenoide, atisano, 3D (centro izquierda) y 2D (derecha). En el modelo 3D de la izquierda, los átomos de carbono están representados por esferas grises; las blancas representan a los átomos de hidrógeno y los cilindros representan los enlaces. El modelo es una representación de la superficies molecular, coloreada por áreas de carga eléctrica positiva (rojo) o negativa (azul). En el modelo 3D del centro, las esferas azul claro representan átomos de carbono, las blancas de hidrógeno y los cilindros entre los átomos son los enlaces simples. Referencias Enlaces externos • Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre molécula.Wikcionario • Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Molécula. Commons Célula Micrografía al microscopio electrónico de barrido de células de Escherichia coli. Una célula (del latín cellula, diminutivo de cella, ‘hueco’) [1] es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células 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 (10 14 ), 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. La teoría celular, propuesta en 1838 para los vegetales y en 1839 para los animales, por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes; además, la tenencia de la información genética, base de la herencia, en su ADN permite la transmisión de aquella de generación en generación. La aparición del primer organismo vivo sobre la Tierra suele asociarse al nacimiento de la primera célula. Si bien existen muchas hipótesis que especulan cómo ocurrió, usualmente se describe que el proceso se inició gracias a la transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas; tras esto, dichas biomoléculas se asociaron dando lugar a entes complejos capaces de autorreplicarse. Existen posibles
  • 13. Célula 11 evidencias fósiles de estructuras celulares en rocas datadas en torno a 4 o 3,5 miles de millones de años (giga-años o Ga.). [2][3][4] Se han encontrado evidencias muy fuertes de formas de vida unicelulares fosilizadas en microestructuras en rocas de la formación Strelley Pool, en Australia Occidental, con una antigüedad de 3,4 Ga. Se trataría de los fósiles de células más antiguos encontrados hasta la fecha. Evidencias adicionales muestran que su metabolismo sería anaerobio y basado en el sulfuro. Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las células de arqueas y bacterias) y las eucariotas (divididas tradicionalmente en animales y vegetales, si bien se incluyen además hongos y protistas, que también tienen células con propiedades características). Historia y teoría celular La historia de la biología celular ha estado ligada al desarrollo tecnológico que pudiera sustentar su estudio. De este modo, el primer acercamiento a su morfología se inicia con la popularización del microscopio rudimentario de lentes compuestas en el siglo XVII, se suplementa con diversas técnicas histológicas para microscopía óptica en los siglos XIX y XX y alcanza un mayor nivel resolutivo mediante los estudios de microscopía electrónica, de fluorescencia y confocal, entre otros, ya en el siglo XX. El desarrollo de herramientas moleculares, basadas en el manejo de ácidos nucleicos y enzimas permitieron un análisis más exhaustivo a lo largo del siglo XX. Descubrimiento Robert Hooke, quien acuñó el término «célula». 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. [5] Estos 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 publicó los resultados de sus observaciones sobre tejidos vegetales, como el corcho, realizadas con un microscopio de 50 aumentos construido por él mismo. Este investigador fue el primero que, al ver en esos tejidos unidades que se repetían a modo de celdillas de un panal, las bautizó como elementos de repetición, «células» (del latín cellulae, celdillas). Pero Hooke sólo pudo observar células muertas por lo que no pudo describir las estructuras de su interior. [6] • 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.
  • 14. Célula 12 Dibujo de la estructura del corcho observado por Robert Hooke bajo su microscopio y tal como aparece publicado en Micrographia. • 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. • 1857: Kölliker identificó las mitocondrias. • 1858: Rudolf Virchow postuló que todas las células provienen de otras células. • 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 una resolución óptica doble a la del microscopio óptico. • 1981: Lynn Margulis publica su hipótesis sobre la endosimbiosis serial, que explica el origen de la célula eucariota. [7] Teoría 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.
  • 15. Célula 13 Definición Se define a la célula como la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. Como tal posee una membrana de fosfolípidos con permeabilidad selectiva que mantiene un medio interno altamente ordenado y diferenciado del medio externo en cuanto a su composición, sujeta a control homeostático, la cual consiste en biomoléculas y algunos metales y electrolitos. La estructura se automantiene activamente mediante el metabolismo, asegurándose la coordinación de todos los elementos celulares y su perpetuación por replicación a través de un genoma codificado por ácidos nucleicos. La parte de la biología que se ocupa de ella es la citología. Características Las células, como sistemas termodinámicos complejos, poseen una serie de elementos estructurales y funcionales comunes que posibilitan su supervivencia; no obstante, los distintos tipos celulares presentan modificaciones de estas características comunes que permiten su especialización funcional y, por ello, la ganancia de complejidad. De este modo, las células permanecen altamente organizadas a costa de incrementar la entropía del entorno, uno de los requisitos de la vida. Características estructurales La existencia de polímeros como la celulosa en la pared vegetal permite sustentar la estructura celular empleando un armazón externo. • Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura (que puede ser una bicapa lipídica desnuda, en células animales; una pared de polisacárido, en hongos y vegetales; una membrana externa y otros elementos que definen una pared compleja, en bacterias Gram negativas; una pared de peptidoglicano, en bacterias Gram positivas; o una pared de variada composición, en arqueas) que las separa y comunica con el exterior, que controla los movimientos celulares y que mantiene el potencial de membrana. • Contienen un medio interno acuoso, el citosol, que forma la mayor parte del volumen celular y en el que están inmersos los orgánulos celulares. • Poseen material genético en forma de ADN, el material hereditario de los genes, que contiene las instrucciones para el funcionamiento celular, así como ARN, a fin de que el primero se exprese. • Tienen enzimas y otras proteínas, que sustentan, junto con otras biomoléculas, un metabolismo activo.
  • 16. Célula 14 Características funcionales Estructura tridimensional de una enzima, un tipo de proteínas implicadas en el metabolismo celular. Las células vivas son un sistema bioquímico complejo. Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son: • 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. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia. • Señalización. 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 quimiotaxis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales. • 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. El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular. Las propiedades celulares no tienen por qué ser constantes a lo largo del desarrollo de un organismo: evidentemente, el patrón de expresión de los genes varía en respuesta a estímulos externos, además de factores endógenos. Un aspecto importante a controlar es la pluripotencialidad, característica de algunas células que les permite dirigir su desarrollo hacia un abanico de posibles tipos celulares. En metazoos, la genética subyacente a la determinación del destino de una célula consiste en la expresión de determinados factores de transcripción específicos del linaje celular al cual va a pertenecer, así como a modificaciones epigenéticas. Además, la introducción de otro tipo de factores de transcripción mediante ingeniería genética en células somáticas basta para inducir la mencionada pluripotencialidad, luego este es uno de sus fundamentos moleculares. [8]
  • 17. Célula 15 Tamaño, forma y función Comparativa de tamaño entre neutrófilos, células sanguíneas eucariotas (de mayor tamaño), y bacterias Bacillus anthracis, procariotas (de menor tamaño, con forma de bastón). El tamaño y la forma de las células depende de sus elementos más periféricos (por ejemplo, la pared, si la hubiere) y de su andamiaje interno (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. [9] 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. En las células vegetales los granos de polen pueden llegar a medir de 200 a 300 μm y algunos huevos de aves pueden alcanzar entre 1 (codorniz) y 7 cm (avestruz) de diámetro. Para la viabilidad de la célula y su correcto funcionamiento siempre se debe tener en cuenta la relación superficie-volumen. Puede aumentar considerablemente el volumen de la célula y no así su superficie de intercambio de membrana 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 de huso), estrelladas, prismáticas, aplanadas, elípticas, globosas o redondeadas, etc. Algunas tienen una pared rígida y otras no, lo que les permite deformar la membrana y emitir prolongaciones citoplasmáticas (pseudópodos) para desplazarse o conseguir alimento. Hay células libres que no muestran esas estructuras de desplazamiento pero poseen cilios o flagelos, que son estructuras derivadas de un orgánulo celular (el centrosoma) que dota a estas células de movimiento. De este modo, existen multitud de tipos celulares, relacionados con la función que desempeñan; por ejemplo: • Células contráctiles que suelen ser alargadas, como las fibras musculares. • Células con finas prolongaciones, como las neuronas que transmiten el impulso nervioso. • Células con microvellosidades o con pliegues, como las del intestino para ampliar la superficie de contacto y de intercambio de sustancias. • Células cúbicas, prismáticas o aplanadas como las epiteliales que recubren superficies como las losas de un pavimento. Estudio de las células Los biólogos utilizan diversos instrumentos para lograr el conocimiento de las células. Obtienen información de sus formas, tamaños y componentes, que les sirve para comprender además las funciones que en ellas se realizan. Desde las primeras observaciones de células, hace más de 300 años, hasta la época actual, las técnicas y los aparatos se han ido perfeccionando, originándose una rama más de la Biología: la Microscopía. Dado el pequeño tamaño de la gran mayoría de las células, el uso del microscopio es de enorme valor en la investigación biológica. En la actualidad, los biólogos utilizan dos tipos básicos de microscopio: los ópticos y los electrónicos.
  • 18. Célula 16 La célula procariota Las células procariotas son pequeñas y menos complejas que las eucariotas. Contienen ribosomas pero carecen de sistemas de endomembranas (esto es, orgánulos delimitados por membranas biológicas, como puede ser el núcleo celular). Por ello poseen el material genético en el citosol. Sin embargo, existen excepciones: algunas bacterias fotosintéticas poseen sistemas de membranas internos. [10] 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. Esta última posee además otros compartimentos internos de membrana, posiblemente conectados con la membrana externa del nucleoide y con la membrana nuclear, que no posee peptidoglucano. Por lo general podría decirse que los procariotas carecen de citoesqueleto. Sin embargo se ha observado que algunas bacterias, como Bacillus subtilis, poseen proteínas tales como MreB y mbl que actúan de un modo similar a la actina y son importantes en la morfología celular. Fusinita van den Ent, en Nature, va más allá, afirmando que los citoesqueletos de actina y tubulina tienen origen procariótico. De gran diversidad, los procariotas sustentan un metabolismo extraordinariamente complejo, en algunos casos exclusivo de ciertos taxa, como algunos grupos de bacterias, lo que incide en su versatilidad ecológica. Los procariotas se clasifican, según Carl Woese, en arqueas y bacterias. Arqueas Estructura bioquímica de la membrana de arqueas (arriba) comparada con la de bacterias y eucariotas (en medio): nótese la presencia de enlaces éter (2) en sustitución de los tipo éster (6) en los fosfolípidos. Las arqueas poseen un diámetro celular comprendido entre 0,1 y 15 μm, aunque las formas filamentosas pueden ser mayores por agregación de células. Presentan multitud de formas distintas: incluso las hay descritas cuadradas y planas. Algunas arqueas tienen flagelos y son móviles. Las arqueas, al igual que las bacterias, no tienen membranas internas que delimiten orgánulos. Como todos los organismos presentan ribosomas, pero a diferencia de los encontrados en las bacterias que son sensibles a ciertos agentes antimicrobianos, los de las arqueas, más cercanos a los eucariotas, no lo son. La membrana celular tiene una estructura similar a la de las demás células, pero su composición química es única, con enlaces tipo éter en sus lípidos. [11] Casi todas las arqueas poseen una pared celular (algunos Thermoplasma son la excepción) de composición característica, por ejemplo, no contienen peptidoglicano (mureína), propio de bacterias. No obstante pueden clasificarse bajo la tinción de Gram, de vital importancia en la taxonomía de bacterias; sin embargo, en arqueas, poseedoras de una estructura de pared en absoluto común a la bacteriana, dicha tinción es aplicable pero carece de valor taxonómico. El orden Methanobacteriales tiene una capa de pseudomureína, que provoca que dichas arqueas respondan como positivas a la tinción de Gram. Como en casi todos los procariotas, las células de las arqueas carecen de núcleo, y presentan un sólo cromosoma circular. Existen elementos extracromosómicos, tales como plásmidos. Sus genomas son de pequeño tamaño, sobre 2-4 millones de pares de bases. También es característica la presencia de ARN polimerasas de constitución compleja y un gran número de nucleótidos modificados en los ácidos ribonucleicos ribosomales. Por otra parte, su ADN se empaqueta en forma de nucleosomas, como en los eucariotas, gracias a proteínas semejantes a las histonas y algunos genes poseen intrones. Pueden reproducirse por fisión binaria o múltiple, fragmentación o gemación.
  • 19. Célula 17 Bacterias Estructura de la célula procariota. Las bacterias son organismos relativamente sencillos, de dimensiones muy reducidas, de apenas unas micras en la mayoría de los casos. Como otros procariotas, carecen de un núcleo delimitado por una membrana, aunque presentan un nucleoide, una estructura elemental que contiene una gran molécula generalmente circular de ADN. Carecen de núcleo celular y demás orgánulos delimitados por membranas biológicas. [12] En el citoplasma se pueden apreciar plásmidos, pequeñas moléculas circulares de ADN que coexisten con el nucleoide y que contienen genes: son comúnmente usados por las bacterias en la parasexualidad (reproducción sexual bacteriana). El citoplasma también contiene ribosomas y diversos tipos de gránulos. En algunos casos, puede haber estructuras compuestas por membranas, generalmente relacionadas con la fotosíntesis. Poseen una membrana celular compuesta de lípidos, en forma de una bicapa y sobre ella se encuentra una cubierta en la que existe un polisacárido complejo denominado peptidoglicano; dependiendo de su estructura y subsecuente su respuesta a la tinción de Gram, se clasifica a las bacterias en Gram positivas y Gram negativas. El espacio comprendido entre la membrana celular y la pared celular (o la membrana externa, si esta existe) se denomina espacio periplásmico. Algunas bacterias presentan una cápsula. Otras son capaces de generar endosporas (estadios latentes capaces de resistir condiciones extremas) en algún momento de su ciclo vital. Entre las formaciones exteriores propias de la célula bacteriana destacan los flagelos (de estructura completamente distinta a la de los flagelos eucariotas) y los pili (estructuras de adherencia y relacionadas con la parasexualidad). La mayoría de las bacterias disponen de un único cromosoma circular y suelen poseer elementos genéticos adicionales, como distintos tipos de plásmidos. Su reproducción, binaria y muy eficiente en el tiempo, permite la rápida expansión de sus poblaciones, generándose un gran número de células que son virtualmente clones, esto es, idénticas entre sí. La célula eucariota Las células eucariotas son el exponente de la complejidad celular actual. Presentan una estructura básica relativamente estable caracterizada por la presencia de distintos tipos de orgánulos intracitoplasmáticos especializados, entre los cuales destaca el núcleo, que alberga el material genético. Especialmente en los organismos pluricelulares, las células pueden alcanzar un alto grado de especialización. Dicha especialización o diferenciación es tal que, en algunos casos, compromete la propia viabilidad del tipo celular en aislamiento. Así, por ejemplo, las neuronas dependen para su supervivencia de las células gliales. Por otro lado, la estructura de la célula varía dependiendo de la situación taxonómica del ser vivo: de este modo, las células vegetales difieren de las animales, así como de las de los hongos. Por ejemplo, las células animales carecen de pared celular, son muy variables, no tiene plastos, puede tener vacuolas pero no son muy grandes y presentan centríolos (que son agregados de microtúbulos cilíndricos que contribuyen a la formación de los cilios y los flagelos y facilitan la división celular). Las células de
  • 20. Célula 18 los vegetales, por su lado, presentan una pared celular compuesta principalmente de celulosa), disponen de plastos como cloroplastos (orgánulo capaz de realizar la fotosíntesis), cromoplastos (orgánulos que acumulan pigmentos) o leucoplastos (orgánulos que acumulan el almidón fabricado en la fotosíntesis), poseen vacuolas de gran tamaño que acumulan sustancias de reserva o de desecho producidas por la célula y finalmente cuentan también con plasmodesmos, que son conexiones citoplasmáticas que permiten la circulación directa de las sustancias del citoplasma de una célula a otra, con continuidad de sus membranas plasmáticas. Diagrama de una célula animal. (1. Nucléolo, 2. Núcleo, 3. Ribosoma, 4. Vesícula, 5. Retículo endoplasmático rugoso, 6. Aparato de Golgi, 7. Citoesqueleto (microtúbulos), 8. Retículo endoplasmático liso, 9. Mitocondria, 10. Vacuola, 11. Citoplasma, 12. Lisosoma. 13. Centríolos.). Diagrama de una célula vegetal Compartimentos Las células son entes dinámicos, con un metabolismo celular interno de gran actividad cuya estructura es un flujo entre rutas anastomosadas. Un fenómeno observado en todos los tipos celulares es la compartimentalización, que consiste en una heterogeneidad que da lugar a entornos más o menos definidos (rodeados o no mediante membranas biológicas) en las cuales existe un microentorno que aglutina a los elementos implicados en una ruta biológica. Esta compartimentalización alcanza su máximo exponente en las células eucariotas, las cuales están formadas por diferentes estructuras y orgánulos que desarrollan funciones específicas, lo que supone un método de especialización
  • 21. Célula 19 espacial y temporal. No obstante, células más sencillas, como los procariotas, ya poseen especializaciones semejantes. [13] Membrana plasmática y superficie celular La composición de la membrana plasmática varía entre células dependiendo de la función o del tejido en la que se encuentre, pero posee elementos comunes. Está compuesta por una doble capa de fosfolípidos, por proteínas unidas no covalentemente a esa bicapa, y por glúcidos unidos covalentemente a lípidos o proteínas. Generalmente, las moléculas más numerosas son las de lípidos; sin embargo, las proteínas, debido a su mayor masa molecular, representan aproximadamente el 50 % de la masa de la membrana. Un modelo que explica el funcionamiento de la membrana plasmática es el modelo del mosaico fluido, de J. S. Singer y Garth Nicolson (1972), que desarrolla un concepto de unidad termodinámica basada en las interacciones hidrófobas entre moléculas y otro tipo de enlaces no covalentes. [14] Esquema de una membrana celular. Se observa la bicapa de fosfolípidos, las proteínas y otras moléculas asociadas que permiten las funciones inherentes a este orgánulo. Dicha estructura de membrana sustenta un complejo mecanismo de transporte, que posibilita un fluido intercambio de masa y energía entre el entorno intracelular y el externo. Además, la posibilidad de transporte e interacción entre moléculas de células aledañas o de una célula con su entorno faculta a estas poder comunicarse químicamente, esto es, permite la señalización celular. Neurotransmisores, hormonas, mediadores químicos locales afectan a células concretas modificando el patrón de expresión génica mediante mecanismos de transducción de señal. Sobre la bicapa lipídica, independientemente de la presencia o no de una pared celular, existe una matriz que puede variar, de poco conspicua, como en los epitelios, a muy extensa, como en el tejido conjuntivo. Dicha matriz, denominada glucocalix (glicocáliz), rica en líquido tisular, glucoproteínas, proteoglicanos y fibras, también interviene en la generación de estructuras y funciones emergentes, derivadas de las interacciones célula-célula. Estructura y expresión génica El ADN y sus distintos niveles de empaquetamiento. Las células eucariotas poseen su material genético en, generalmente, un sólo núcleo celular, delimitado por una envoltura consistente en dos bicapas lipídicas atravesadas por numerosos poros nucleares y en continuidad con el retículo endoplasmático. En su interior, se encuentra el material genético, el ADN, observable, en las células en interfase, como cromatina de distribución heterogénea. A esta cromatina se encuentran asociadas multitud de proteínas, entre las cuales destacan las histonas, así como ARN, otro ácido nucleico. [15] Dicho material genético se encuentra inmerso en una actividad continua de regulación de la expresión génica; las ARN polimerasas transcriben ARN mensajero continuamente, que, exportado al citosol, es traducido a proteína, de acuerdo a las necesidades fisiológicas. Asimismo, dependiendo del momento del ciclo celular, dicho ADN puede entrar en replicación, como paso previo a la mitosis. No obstante, las células eucarióticas poseen material genético extranuclear: concretamente, en mitocondrias y plastos, si los hubiere; estos orgánulos conservan una independencia genética parcial del genoma nuclear. [16][17]
  • 22. Célula 20 Síntesis y degradación de macromoléculas Dentro del citosol, esto es, la matriz acuosa que alberga a los orgánulos y demás estructuras celulares, se encuentran inmersos multitud de tipos de maquinaria de metabolismo celular: orgánulos, inclusiones, elementos del citoesqueleto, enzimas... De hecho, estas últimas corresponden al 20 % de las enzimas totales de la célula. Estructura de los ribosomas; 1) subunidad mayor, 2) subunidad menor. Imagen de un núcleo, el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi; 1, Núcleo. 2, Poro nuclear.3, Retículo endoplasmático rugoso (REr).4, Retículo endoplasmático liso (REl). 5, Ribosoma en el RE rugoso. 6, Proteínas siendo transportadas.7, Vesícula (transporte). 8, Aparato de Golgi. 9, Lado cis del aparato de Golgi.10, Lado trans del aparato de Golgi.11, Cisternas del aparato de Golgi. • Ribosoma: Los ribosomas, visibles al microscopio electrónico como partículas esféricas, [18] son complejos supramoleculares encargados de ensamblar proteínas a partir de la información genética que les llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero. Elaborados en el núcleo, desempeñan su función de síntesis de proteínas en el citoplasma. Están formados por ARN ribosómico y por diversos tipos de proteínas. Estructuralmente, tienen dos subunidades. En las células, estos orgánulos aparecen en diferentes estados de disociación. Cuando están completos, pueden estar aislados o formando grupos (polisomas). También pueden aparecer asociados al retículo endoplasmático rugoso o a la envoltura nuclear. • Retículo endoplasmático: El retículo endoplasmático es orgánulo vesicular interconectado que forma cisternas, tubos aplanados y sáculos comunicados entre sí. Intervienen en funciones relacionadas con la síntesis proteica, glicosilación de proteínas, metabolismo de lípidos y algunos esteroides, detoxificación, así como el tráfico de vesículas. En células especializadas, como las miofibrillas o células musculares, se diferencia en el retículo sarcoplásmico, orgánulo decisivo para que se produzca la contracción muscular. • Aparato de Golgi: El aparato de Golgi es un orgánulo formado por apilamientos de sáculos denominados dictiosomas, si bien, como ente dinámico, estos pueden interpretarse como estructuras puntuales fruto de la coalescencia de vesículas. Recibe las vesículas del retículo endoplasmático rugoso que han de seguir siendo procesadas. Dentro de las funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas, selección, destinación, glicosilación de lípidos y la síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular. Posee tres compartimientos; uno proximal al retículo endoplasmático, denominado «compartimento cis», donde se produce la fosforilación de las manosas de las enzimas que han de dirigirse al lisosoma; el «compartimento intermedio», con abundantes manosidasas y N-acetil-glucosamina transferasas; y el «compartimento o red trans», el más distal, donde se transfieren residuos de galactosa y ácido siálico, y del que emergen las vesículas con los diversos destinos celulares.
  • 23. Célula 21 • Lisosoma: Los lisosomas son orgánulos que albergan multitud de enzimas hidrolíticas. De morfología muy variable, no se ha demostrado su existencia en células vegetales. Una característica que agrupa a todos los lisosomas es la posesión de hidrolasas ácidas: proteasas, nucleasas, glucosidasas, lisozima, arilsulfatasas, lipasas, fosfolipasas y fosfatasas. Procede de la fusión de vesículas procedentes del aparato de Golgi, que, a su vez, se fusionan en un tipo de orgánulo denominado endosoma temprano, el cual, al acidificarse y ganar en enzimas hidrolíticos, pasa a convertirse en el lisosoma funcional. Sus funciones abarcan desde la degradación de macromoléculas endógenas o procedentes de la fagocitosis a la intervención en procesos de apoptosis. [19] La vacuola regula el estado de turgencia de la célula vegetal. • Vacuola vegetal: Las vacuolas vegetales, numerosas y pequeñas en células meristemáticas y escasas y grandes en células diferenciadas, son orgánulos exclusivos de los representantes del mundo vegetal. Inmersas en el citosol, están delimitadas por el tonoplasto, una membrana lipídica. Sus funciones son: facilitar el intercambio con el medio externo, mantener la turgencia celular, la digestión celular y la acumulación de sustancias de reserva y subproductos del metabolismo. • Inclusión citoplasmática: Las inclusiones son acúmulos nunca delimitados por membrana de sustancias de diversa índole, tanto en células vegetales como animales. Típicamente se trata de sustancias de reserva que se conservan como acervo metabólico: almidón, glucógeno, triglicéridos, proteínas... aunque también existen de pigmentos. Conversión energética El metabolismo celular está basado en la transformación de unas sustancias químicas, denominadas metabolitos, en otras; dichas reacciones químicas transcurren catalizadas mediante enzimas. Si bien buena parte del metabolismo sucede en el citosol, como la glucólisis, existen procesos específicos de orgánulos. Modelo de una mitocondria: 1, membrana interna; 2, membrana externa; 3, cresta mitocondrial; 4, matriz mitocondrial. • Mitocondria: Las mitocondrias son orgánulos de aspecto, número y tamaño variable que intervienen en el ciclo de Krebs, fosforilación oxidativa y en la cadena de transporte de electrones de la respiración. Presentan una doble membrana, externa e interna, que dejan entre ellas un espacio perimitocondrial; la membrana interna, plegada en crestas hacia el interior de la matriz mitocondrial, posee una gran superficie. En su interior posee generalmente una sola molécula de ADN, el genoma mitocondrial, típicamente circular, así como ribosomas más semejantes a los bacterianos que a los eucariotas. Según la teoría endosimbiótica, se asume que la primera protomitocondria era un tipo de proteobacteria.
  • 24. Célula 22 Estructura de un cloroplasto. • Cloroplasto: Los cloroplastos son los orgánulos celulares que en los organismos eucariotas fotosintéticos se ocupan de la fotosíntesis. Están limitados por una envoltura formada por dos membranas concéntricas y contienen vesículas, los tilacoides, donde se encuentran organizados los pigmentos y demás moléculas implicadas en la conversión de la energía lumínica en energía química. Además de esta función, los plastidios intervienen en el metabolismo intermedio, produciendo energía y poder reductor, sintetizando bases púricas y pirimidínicas, algunos aminoácidos y todos los ácidos grasos. Además, en su interior es común la acumulación de sustancias de reserva, como el almidón. Se considera que poseen analogía con las cianobacterias. Modelo de la estructura de un peroxisoma. • Peroxisoma: Los peroxisomas son orgánulos muy comunes en forma de vesículas que contienen abundantes enzimas de tipo oxidasa y catalasa; de tan abundantes, es común que cristalicen en su interior. Estas enzimas cumplen funciones de detoxificación celular. Otras funciones de los peroxisomas son: las oxidaciones flavínicas generales, el catabolismo de las purinas, la beta-oxidación de los ácidos grasos, el ciclo del glioxilato, el metabolismo del ácido glicólico y la detoxificación en general. Se forman de vesículas procedentes del retículo endoplasmático. Citoesqueleto Las células poseen un andamiaje que permite el mantenimiento de su forma y estructura, pero más aún, este es un sistema dinámico que interactúa con el resto de componentes celulares generando un alto grado de orden interno. Dicho andamiaje está formado por una serie de proteínas que se agrupan dando lugar a estructuras filamentosas que, mediante otras proteínas, interactúan entre ellas dando lugar a una especie de retículo. El mencionado andamiaje recibe el nombre de citoesqueleto, y sus elementos mayoritarios son: los microtúbulos, los microfilamentos y los filamentos intermedios. [20] • Microfilamentos: Los microfilamentos o filamentos de actina están formados por una proteína globular, la actina, que puede polimerizar dando lugar a estructuras filiformes. Dicha actina se expresa en todas las células del cuerpo y especialmente en las musculares ya que está implicada en la contracción muscular, por interacción con la miosina. Además, posee lugares de unión a ATP, lo que dota a sus filamentos de polaridad. [21] Puede encontrarse en forma libre o polimerizarse en microfilamentos, que son esenciales para funciones celulares tan importantes como la movilidad y la contracción de la célula durante la división celular.
  • 25. Célula 23 Citoesqueleto eucariota: microfilamentos en rojo, microtúbulos en verde y núcleo en azul. • Microtúbulos: Los microtúbulos son estructuras tubulares de 25 nm de diámetro exterior y unos 12 nm de diámetro interior, con longitudes que varían entre unos pocos nanómetros a micrómetros, que se originan en los centros organizadores de microtúbulos y que se extienden a lo largo de todo el citoplasma. Se hallan en las células eucariotas y están formadas por la polimerización de un dímero de dos proteínas globulares, la alfa y la beta tubulina. Las tubulinas poseen capacidad de unir GTP. Los microtúbulos intervienen en diversos procesos celulares que involucran desplazamiento de vesículas de secreción, movimiento de orgánulos, transporte intracelular de sustancias, así como en la división celular (mitosis y meiosis) y que, junto con los microfilamentos y los filamentos intermedios, forman el citoesqueleto. Además, constituyen la estructura interna de los cilios y los flagelos. • Filamentos intermedios: Los filamentos intermedios son componentes del citoesqueleto. Formados por agrupaciones de proteínas fibrosas, su nombre deriva de su diámetro, de 10 nm, menor que el de los microtúbulos, de 24 nm, pero mayor que el de los microfilamentos, de 7 nm. Son ubicuos en las células animales, y no existen en plantas ni hongos. Forman un grupo heterogéneo, clasificado en cinco familias: las queratinas, en células epiteliales; los neurofilamentos, en neuronas; los gliofilamentos, en células gliales; la desmina, en músculo liso y estriado; y la vimentina, en células derivadas del mesénquima. Micrografía al microscopio electrónico de barrido mostrando la superficie de células ciliadas del epitelio de los bronquiolos. • Centríolos: Los centríolos son una pareja de estructuras que forman parte del citoesqueleto de células animales. Semejantes a cilindros huecos, están rodeados de un material proteico denso llamado material pericentriolar; todos ellos forman el centrosoma o centro organizador de microtúbulos que permiten la polimerización de microtúbulos de dímeros de tubulina que forman parte del citoesqueleto. Los centríolos se posicionan perpendicularmente entre sí. Sus funciones son participar en la mitosis, durante la cual generan el huso acromático, y en la citocinesis, [22] así como, se postula, intervenir en la nucleación de microtúbulos. [23][24] • Cilios y flagelos: Se trata de especializaciones de la superficie celular con motilidad; con una estructura basada en agrupaciones de microtúbulos, ambos se diferencian en la mayor longitud y menor número de los flagelos, y en la mayor variabilidad de la estructura molecular de estos últimos.
  • 26. Célula 24 Ciclo vital Diagrama del ciclo celular: la intefase, en naranja, alberga a las fases G 0 , S y G 1 ; la fase M, en cambio, únicamente consta de la mitosis y citocinesis, si la hubiere. El ciclo celular es el proceso ordenado y repetitivo en el tiempo mediante el cual una célula madre crece y se divide en dos células hijas. Las células que no se están dividiendo se encuentran en una fase conocida como G 0 , paralela al ciclo. La regulación del ciclo celular es esencial para el correcto funcionamiento de las células sanas, está claramente estructurado en fases • 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. • El estado de división, llamado fase M, situación que comprende la mitosis y citocinesis. En algunas células la citocinesis no se produce, obteniéndose como resultado de la división una masa celular plurinucleada denominada plasmodio. [25] A diferencia de lo que sucede en la mitosis, donde la dotación genética se mantiene, existe una variante de la división celular, propia de las células de la línea germinal, denominada meiosis. En ella, se reduce la dotación genética diploide, común a todas las células somáticas del organismo, a una haploide, esto es, con una sola copia del genoma. De este modo, la fusión, durante la fecundación, de dos gametos haploides procedentes de dos parentales distintos da como resultado un zigoto, un nuevo individuo, diploide, equivalente en dotación genética a sus padres. •• La interfase consta de tres estadios claramente definidos. • Fase G 1 : es la primera fase del ciclo celular, en la que existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. En él la célula dobla su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes, como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de su fenotipo particular. • Fase S: 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 proteínas nucleares y de ADN que al principio. • Fase G 2 : es la segunda fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la síntesis de proteínas y ARN. Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el principio de la división celular. Termina cuando los cromosomas empiezan a condensarse al inicio de la mitosis. • La fase M es la fase de la división celular en la cual una célula progenitora se divide en dos células hijas idénticas entre sí y a la madre. 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. La incorrecta regulación del ciclo celular puede conducir a la aparición de células precancerígenas que, si no son inducidas al suicidio mediante apoptosis, puede dar lugar a la aparición de cáncer. Los fallos conducentes a dicha desregulación están relacionados con la genética celular: lo más común son las alteraciones en oncogenes, genes supresores de tumores y genes de reparación del ADN. Origen La aparición de la vida, y, por ello, de la célula, probablemente se inició gracias a la transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas, produciéndose más adelante la interacción de estas biomoléculas generando entes de mayor complejidad. El experimento de Miller y Urey, realizado en 1953, demostró que una mezcla de compuestos orgánicos sencillos puede transformarse en algunos aminoácidos, glúcidos y lípidos (componentes todos ellos de la materia viva) bajo unas condiciones ambientales que simulan las presentes
  • 27. Célula 25 hipotéticamente en la Tierra primigenia (en torno al eón Arcaico). Se postula que dichos componentes orgánicos se agruparon generando estructuras complejas, los coacervados de Oparin, aún acelulares que, en cuanto alcanzaron la capacidad de autoorganizarse y perpetuarse, dieron lugar a un tipo de célula primitiva, el progenote de Carl Woese, antecesor de los tipos celulares actuales. Una vez se diversificó este grupo celular, dando lugar a las variantes procariotas, arqueas y bacterias, pudieron aparecer nuevos tipos de células, más complejos, por endosimbiosis, esto es, captación permanente de unos tipos celulares en otros sin una pérdida total de autonomía de aquellos. De este modo, algunos autores describen un modelo en el cual la primera célula eucariota surgió por introducción de una arquea en el interior de una bacteria, dando lugar esta primera a un primitivo núcleo celular. No obstante, la imposibilidad de que una bacteria pueda efectuar una fagocitosis y, por ello, captar a otro tipo de célula, dio lugar a otra hipótesis, que sugiere que fue una célula denominada cronocito la que fagocitó a una bacteria y a una arquea, dando lugar al primer organismo eucariota. De este modo, y mediante un análisis de secuencias a nivel genómico de organismos modelo eucariotas, se ha conseguido describir a este cronocito original como un organismo con citoesqueleto y membrana plasmática, lo cual sustenta su capacidad fagocítica, y cuyo material genético era el ARN, lo que puede explicar, si la arquea fagocitada lo poseía en el ADN, la separación espacial en los eucariotas actuales entre la transcripción (nuclear), y la traducción (citoplasmática). Una dificultad adicional es el hecho de que no se han encontrado organismos eucariotas primitivamente amitocondriados como exige la hipótesis endosimbionte. Además, el equipo de María Rivera, de la Universidad de California, comparando genomas completos de todos los dominios de la vida ha encontrado evidencias de que los eucariotas contienen dos genomas diferentes, uno más semejante a bacterias y otro a arqueas, apuntando en este último caso semejanzas a los metanógenos, en particular en el caso de las histonas. Esto llevó a Bill Martin y Miklós Müller a plantear la hipótesis de que la célula eucariota surgiera no por endosimbiosis, sino por fusión quimérica y acoplamiento metabólico de un metanógeno y una α-proteobacteria simbiontes a través del hidrógeno (hipótesis del hidrógeno). Esta hipótesis atrae hoy en día posiciones muy encotradas, con detractores como Christian de Duve. Harold Morowitz, un físico de la Universidad Yale, ha calculado que las probabilidades de obtener la bacteria viva más sencilla mediante cambios al azar es de 1 sobre 1 seguido por 100.000.000.000 de ceros. «Este número es tan grande —dijo Robert Shapiro— que para escribirlo en forma convencional necesitaríamos varios centenares de miles de libros en blanco». Presenta la acusación de que los científicos que han abrazado la evolución química de la vida pasan por alto la evidencia aumentante y «han optado por aceptarla como verdad que no puede ser cuestionada, consagrándola así como mitología». [26] Notas [1] Entrada célula en el DRAE (http://lema.rae.es/drae/?val=célula) [2] J William Schopf. New evidence of the antiquity of life (http://www.springerlink.com/content/h7542538808k0830/). Origins of Life and Evolution of Biospheres. Springer Netherlands. ISSN 0169-6149 [3] M Brasier, N McLoughlin, O Green, D Wacey. A fresh look at the fossil evidence for early Archaean cellular life (http://physwww. mcmaster.ca/~higgsp/3D03/BrasierArchaeanFossils.pdf) Philosophical Transactions of the Royal Society B, 2006 - The Royal Society [4][4] Algunos autores consideran que la cifra propuesta por Schopf es un desacierto. Por ejemplo, destacan que los presuntos microfósiles encontrados en rocas de más de 2,7 Ga. de antigüedad como estromatoloides, ondulaciones, dendritas, efectos de «cercos de café», filoides, rebordes de cristales poligonales y esferulitas podrían ser en realidad estructuras auto-organizadas que tuvieron lugar en un momento en que los macrociclos geoquímicos globales tenían mucha más importancia, la corteza continental era menor y la actividad magmática e hidrotermal tenía una importancia capital. Según este estudio no se puede atribuir estas estructuras a la actividad biológica (endolitos) con toda seguridad. [5] Janssen's Microscope (http://micro.magnet.fsu.edu/primer/museum/janssen.html) Optical microscopy primer: museum of microscopy. [6] Extracto de la descripción por Hooke ( Universidad de Berkeley (http://www.ucmp.berkeley.edu/history/hooke.html)) [7] Lynn Margulis (1981): Symbiosis in Cell Evolution. WH Freeman & Company. [8] Welstead, GG, Schorderet, P and Boyer, LA. The reprogramming language of pluripotency. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ 18356040) Curr Opin Genet Dev. 2008 Apr;18(2):123-9 [9] Brian Goodwin. The Cytoskeleton of the algae (http://books.google.com/books?hl=es&lr=&id=LUWxCi3NG4MC&oi=fnd& pg=RA4-PA219&dq=acetabularia+cell+shape&ots=OPoaL6ZaKW&sig=kkSaDItwxcEKHywoX73s5EiOM5s), 1989 [10] J. Oelze and G. Drews Membranes of photosynthetic bacteri1 (http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL& _udi=B6T22-47T1NDN-C&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version=1&
  • 28. Célula 26 _urlVersion=0&_userid=10&md5=f96d4186793c71ff1bc64f58e3b219b5) Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Biomembranes Volume 265, Issue 2, 18 April 1972, Pages 209-239 [11] Yosuke Koga et Hiroyuki Morii. Recent Advances in Structural Research on Ether Lipids from Archaea Including Comparative and Physiological Aspects (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16306681). Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry Vol. 69 (2005) , No. 11 pp.2019-2034 [12] Berg J., Tymoczko J. and Stryer L. (2002) Biochemistry. W. H. Freeman and Company ISBN 0-7167-4955-6 [13] Germaine Cohen-Bazire, Norbert Pfennig and Riyo Kunisawa The fine structure of green bacteria (http://www.jcb.org/cgi/content/ abstract/22/1/207) The Journal of Cell Biology, Vol 22, 207-225, 1964 [14] The fluid mosaic model of the structure of cell membranes (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed& Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=4333397&ordinalpos=6&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel. Pubmed_RVDocSum) by S. J. Singer and G. L. Nicolson in Science (1972) Volume 175, pages 720-731. [15] D L Spector . Macromolecular Domains within the Cell Nucleus (http://arjournals.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.cb.09. 110193.001405). Annual Review of Cell Biology. Vol. 9: 265-315 (doi:10.1146/annurev.cb.09.110193.001405) [16] Robert N. Lightowlers, Patrick F. Chinnery, Douglass M. Turnbulland Neil Howell. Mammalian mitochondrial genetics: heredity, heteroplasmy and disease (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9385842). Trends in Genetics. Volume 13, Issue 11, November 1997, Pages 450-455 [17] Shusei Sato, Yasukazu Nakamura, Takakazu Kaneko, Erika Asamizu and Satoshi Tabata. Complete Structure of the Chloroplast Genome of Arabidopsis thaliana (http://dnaresearch.oxfordjournals.org/cgi/content/abstract/6/5/283). DNA Research 1999 6(5):283-290; doi:10.1093/dnares/6.5.283 [18] G.E. Palade. (1955) «A small particulate component of the cytoplasm». J Biophys Biochem Cytol. Jan;1(1): pp. 59-68. PMID 14381428 [19][19] Mader, Sylvia. (2007). Biology 9th ed. McGraw Hill. New York. ISBN 978-0-07-246463-4 [20] Cabe destacar que el citoesqueleto no es un elemento exclusivo del tipo celular eucariota: hay homólogos bacterianos para sus proteínas de mayor relevancia. De este modo, en procariotas el citoesqueleto también contribuye a la división celular, determinacion de la forma y polaridad, etc. [21][21] Straub, F.B. and Feuer, G. (1950) Adenosinetriphosphate the functional group of actin. Biochim. Biophys. Acta. 4, 455-470 [22] Jeffrey L. Salisbury, Kelly M. Suino, Robert Busby, Margaret Springett; Centrin-2 Is Required for Centriole Duplication in Mammalian Cells (http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6VRT-46H835B-H&_user=10&_rdoc=1&_fmt=& _orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10& md5=a19ce0d9baa7b77d1d51d5bad5fff91d); Current Biology, Volume 12, Issue 15, 6 August 2002, Pages 1287-1292; doi:10.1016/S0960-9822(02)01019-9 [23] Jessica L. Feldman, Stefan Geimer, Wallace F. Marshall; The Mother Centriole Plays an Instructive Role in Defining Cell Geometry (http:// biology.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pbio.0050149&ct=1& SESSID=df69521cedf7a217cd9844cd8a7718be); PLoS Biol 5(6): e149 doi:10.1371/journal.pbio.0050149 (Creative Commons Attribution License) [24] Beisson, J. and Wright M. (2003). Basal body/centriole assembly and continuity (http://www.cbi.pku.edu.cn/chinese/documents/cell/ xibaoshengwuxuecankaowenxian/cocb/15/15-1/15-096.pdf). Current Opinion in Cell Biology 15, 96-104. [25] A veces se denomina incorrectamente sincitio a la mencionada masa pluricelular, si bien el término sólo debe emplearse para describir a las células que proceden de la fusión de células mononucleadas y no a aquellas producto de la ausencia de citocinesis. [26] Origins: A Skeptic’s Guide, págs. 32, 49, 128. Referencias Bibliografía • Alberts et al (2004). Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega. ISBN 54-282-1351-8. • Lane, Nick (2005). Power, Sex, Suicide. Mitochondria and the Meaning of Life. Oxford University Press. ISBN 0-19-280481-2. • Lodish et al. (2005). Biología celular y molecular. Buenos Aires: Médica Panamericana. ISBN 950-06-1974-3. • Paniagua, R.; Nistal, M.; Sesma, P.; Álvarez-Uría, M.; Fraile, B.; Anadón, R. y José Sáez, F. (2002). Citología e histología vegetal y animal. McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U. ISBN 84-486-0436-9.
  • 29. Célula 27 Enlaces externos • Wikiquote alberga frases célebres de o sobre Célula. Wikiquote • Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Célula. Commons • Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre célula.Wikcionario Wikilibros • Wikilibros alberga un libro o manual sobre Biología celular. • Libro online sobre biología celular (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=mboc4.TOC& depth=2) (en inglés) Tejido (biología) Fotografía de tejido nervioso obtenida a partir de una imagen de un microscopio óptico (tinción con hematoxilina-eosina). En biología, los tejidos son aquellos materiales constituidos por un conjunto organizado de células, con sus respectivos orgánulos iguales (o con pocas desigualdades entre células diferenciadas), distribuidas regularmente, con un comportamiento fisiológico coordinado y un origen embrionario común. Se llama histología al estudio de estos tejidos orgánicos. Muchas palabras del lenguaje común, como pulpa, carne o ternilla, designan materiales biológicos en los que un tejido determinado es el constituyente único o predominante; los ejemplos anteriores se corresponderían respectivamente con parénquima, tejido muscular o tejido cartilaginoso. Sólo algunas estirpes han logrado desarrollar la pluricelularidad en el curso de la evolución, y de éstas en sólo dos se reconoce únicamente la existencia de tejidos, a saber, las plantas vasculares, y los animales (o metazoos). En general se admite también que hay verdaderos tejidos en las algas pardas. Dentro de cada uno de estos grupos, los tejidos son esencialmente homólogos, pero son diferentes de un grupo a otro y su estudio y descripción es independiente. Constitución En los animales estos componentes celulares, están dispuestos en una matriz extra celular, más o menos extensa, de características particulares para cada tejido. Esta matriz es usualmente generada por las células que componen el tejido, por lo que se dice que los tejidos están constituidos, por un componente celular y, en algunos casos, por un componente extracelular. Es uno de los niveles de organización biológica, situado entre el nivel celular y el nivel orgánico. Un tejido puede estar constituido por células de una sola clase, todas iguales, o por varios tipos de células dispuestas ordenadamente. La parte de la biología encargada del estudio de los tejidos orgánicos es la histología. Si se profundiza en los detalles, existe más de una centena de tejidos diferentes en los animales y algunas decenas en los vegetales, pero la inmensa mayoría son sólo variedades de unos pocos tipos fundamentales. La estructura íntima de los tejidos escapa a simple vista, por lo cual se usa el microscopio para visualizarla.
  • 30. Tejido (biología) 28 Tejidos animales Existen cuatro tejidos animales fundamentales: epitelial, conectivo, muscular y nervioso. Estos tejidos, según su origen embriológico, se pueden clasificar en dos grandes grupos: Tejidos muy especializados •• Tejido muscular •• Tejido muscular liso •• Tejido muscular estriado o esquelético •• Tejido muscular cardíaco •• Tejido nervioso •• Neuronas •• Neuroglía Tejidos poco especializados •• Tejido epitelial •• Epitelio de revestimiento •• Epitelio glandular •• Epitelio sensorial •• Tejido conectivo •• Tejido adiposo •• Tejido cartilaginoso •• Tejido óseo •• Tejido hematopoyético •• Tejido sanguíneo •• Tejido conjuntivo Tejidos vegetales Los principales tejidos de estos organismos eucariontes son los tejidos de crecimiento, protector, de sostén, parenquimático, conductor y secretor. • Tejido de crecimiento. También llamados meristemos, tienen por función la de dividirse por mitosis en forma continua. Se distinguen los meristemos primarios, ubicados en las puntas de tallos y raíces y encargados de que el vegetal crezca en longitud, y los meristemos secundarios, responsables de que la planta crezca en grosor. A partir de las células de los meristemos derivan todas las células de los vegetales. • Tejido protector. También llamado tegumento, está constituido por células que recubren al vegetal aislándolo del medio externo. Los tegumentos son de dos tipos: la epidermis, formada por células transparentes que cubren a las hojas y a los tallos jóvenes y el súber (corcho), que tiene células muertas de gruesas paredes alrededor de raíces viejas, tallos gruesos y troncos. • Tejido de sostén. Posee células con gruesas paredes de celulosa y de forma alargada, que le brindan rigidez al vegetal. Son abundantes en las plantas leñosas (árboles y arbustos) y muy reducidos en las herbáceas. • Tejido parenquimático. Formado por células que se encargan de la nutrición. Los principales son el parénquima clorofílico, cuyas células son ricas en cloroplastos para la fotosíntesis, y el parénquima de reserva, con células que almacenan sustancias nutritivas. • Tejido conductor. Son células cilíndricas que al unirse forman tubos por donde circulan sustancias nutritivas. Se diferencian dos tipos de conductos: el xilema, por donde circula agua y sales minerales (savia bruta) y el floema, que transporta agua y sustancias orgánicas (savia elaborada) producto de la fotosíntesis y que sirven de nutrientes a la planta.
  • 31. Tejido (biología) 29 • Tejido secretor. Son células encargadas de segregar sustancias, como la resina de los pinos. • Tejido meristemático. Responsable del crecimiento longitudinal y diametral de las plantas. Referencias • Siwel Adviel, Raven, Peiter H., Evert, Ray F., & Eichhorn, Susan E. (1986). Biology of Plants (4th ed.). New York: Worth Publishers. ISBN 0-87901-315-X. Enlaces externos • Lista de tejidos en ExPASy [1] • Tejido humano artificial [2] Referencias [1] http://www.expasy.org/cgi-bin/lists?tisslist.txt [2] http://www.solociencia.com/biologia/06080112.htm Órgano (biología) Órganos principales y sistema cardiovascular y genito-urinario de una mujer (Leonardo da Vinci, 1507). Un órgano (del latín órganum, ‘herramienta’), en biología y anatomía, es una agrupación de diversos tejidos que forman una unidad estructural encargada del cumplimiento de una función determinada en el seno de un organismo pluricelular. Dentro de la complejidad biológica los órganos se encuentran en un nivel de organización biológica superior a los tejidos e inferior al de sistema. [1][2] En biología celular, un orgánulo (diminutivo de órgano) es una estructura o compartimento sub-celular, análoga a los órganos de seres vivos pluricelulares, que desempeña una función concreta.[3] Definición de órgano, aparato y sistema en anatomía Jiménez-Castellanos, Catalina Herrera y Carmona Bono, en su Anatomía humana general, proponen las siguientes definiciones: [4] • Órgano —Parte diferenciada del cuerpo que participa en la realización de una función. • Aparato —Conjunto de órganos distintos en su estructura que contribuyen a realizar la misma función. • Sistema —Conjunto de órganos con idéntica estructura y origen embriológico. Órganos de los animales Los órganos de los animales y por lo tanto del ser humano incluyen el corazón, pulmón, cerebro, ojos, lengua, estómago, bazo, huesos, páncreas, riñón, hígado, intestinos, piel (el mayor órgano de todos), vejiga, y los órganos que componen el aparato reproductor: los femeninos (ovarios, clítoris, útero) y los masculinos (testículos, pene,
  • 32. Órgano (biología) 30 próstata). Los órganos internos también se denominan vísceras. Órganos, sistemas y aparatos en anatomía humana Dentro de los distintos niveles de organización de la complejidad biológica de los animales nos encontramos con numerosos órganos agrupados según su función en los distintos aparatos y sistemas biológicos. No todos los animales poseen todos los órganos, sólo los denominados animales superiores —por tener aparato reproductor— (vertebrados: aves, mamíferos, reptiles, peces y anfibios), disponen de todos o la mayoría de órganos relacionados. Algunos órganos, por su función, pueden adscribirse a dos o más sistemas o aparatos. El sistema nervioso coordina el adecuado funcionamiento de los distintos sistemas y aparatos. Se relacionan los distintos órganos agrupados en sistemas y aparatos funcionales de la anatomía humana: Sistema o Aparato Órganos Otras partes o elementos (no son órganos) Aparato digestivo estómago e hígado boca, faringe, esófago, vesícula biliar e intestinos (delgado y grueso) Aparato respiratorio pulmones fosas nasales, faringe, epiglotis, laringe, tráquea, bronquio, bronquiolo, alvéolo y diafragma Aparato circulatorio corazón, pulmones, bazo, timo El aparato circulatorio es el conjunto de los sistemas cardiovascular y linfático Sistema cardiovascular corazón, pulmones, arterias, venas y capilares Sistema linfático bazo, timo ganglios linfáticos, médula ósea Aparato genital o aparato reproductor masculino testículos, pene y próstata vesícula seminal, glándulas bulbouretrales, epidídimo femenino ovarios, clítoris y útero trompas de Falopio, vagina, glándulas de Bartolino Sistema endocrino páncreas, timo, ovarios y testículos y otras glándulas endocrinas (glándula tiroides, hipotálamo, hipófisis, glándula pineal, glándula pituitaria, , glándula adrenal Aparato excretor riñón, vejiga uréter, uretra Sistema nervioso cerebro encéfalo (cerebro, cerebelo, tronco encefálico); sistema nervioso central, sistema nervioso periférico, nervios y sistema sensorial Sistema sensorial sistema visual: ojo sistema auditivo: oído —órgano vestíbulo-coclear Sistema somatosensorial: tacto; sistema gustativo y sistema olfativo Aparato fonador lengua, pulmones laringe, cuerdas vocales, labios, bronquios, tráquea, glotis. El aparato fonador incluye órganos del aparato respiratorio y el aparato faríngeo Aparato locomotor huesos y músculos sistema esquelético, sistema articular y sistema muscular (coordinados por el sistema nervioso permiten la locomoción) Sistema esquelético huesos (esqueleto humano adulto tiene una media de 206 huesos) Sistema muscular músculos Sistema articular -- articulaciones, ligamentos, tendones y cartílagos Sistema inmunitario piel y los sistemas de inmunidad innata y adaptativa (algunas enzimas, anticuerpos, células como los leucocitos y diversos tipos de orgánulos) Aparato estomatognático lengua boca, labios, dientes, encías, mejillas, paladar, amígdalas, orofaringe, glándulas salivales, maxilares, ganglios linfáticos, senos paranasales Sistema integumentario piel tegumento: (piel) y faneras (pelo, uñas y glándulas exocrinas -en los animales también las pezuñas, escamas, picos, plumas y cuernos-)
  • 33. Órgano (biología) 31 Órganos por zona anatómica Prácticamente por todo el cuerpo humano encontramos órganos o partes de los sistemas muscular, esquelético, el cardiovascular, linfático y nervios, ya sea central o periférico. La piel (el órgano de mayor tamaño) se localiza en todas las zonas anatómicas. Sin embargo hay numerosos órganos que están localizados en zonas anatómicas determinadas Zona anatómica Órganos Otras partes o elementos (no son órganos) Cabeza y cuello ojo, oído, lengua, cerebro cráneo, boca, dientes, fosas nasales, laringe, faringe, glándulas salivales, vértebras cervicales, tiroides, paratiroides y encéfalo (parte del sistema nervioso central) Tórax pulmones, corazón, timo esófago, tráquea, glándulas mamarias, columna vertebral , esternón, caja torácica, costillas, bronquios, diafragma, y la médula espinal (que es parte del sistema nervioso central)mediastino Abdomen estómago, hígado, páncreas, bazo, riñones peritoneo, duodeno, intestinos, vesícula biliar, glándulas suprarrenales Pelvis ovarios, clítoris, útero, pene, testículos, próstata vejiga urinaria trompas de falopio, vagina, vulva, perineo e intestinos... Extremidades huesos y músculos Extremidad superior: hombro, cintura escapular, brazo, antebrazo, codo, muñeca, manos extremidad inferior: cintura pelviana, muslo, rodilla, pierna, tobillo y pie Órganos en plantas superiores Las plantas superiores o espermatofitas son aquellas que se reproducen por semillas. En anatomía vegetal las siguientes estructuras presentes en las plantas traqueofitas (plantas vasculares) son consideradas como órganos: • Raíz. • Tallo. • Yema. • Hoja. • Flor (presente sólo en angiospermas —plantas con flor—). • Fruto (presentes sólo en plantas espermatofitas —no en las briofitas—). • Semilla (presentes en las plantas espermatofitas: angiospermas y gimnospermas —sin flores—). Morfología de los órganos: estroma y parénquima Los diferentes tejidos, tanto animales como vegetales, que componen un órgano constituyen su morfología (histoarquitectura) y aportan funcionalidad (histofisiología). La estroma es la fracción orgánica que se corresponde con los elementos estructurales, y el parénquima es la fracción fisiológica del órgano. Otras clasificaciones para la denominación de los órganos Órganos animales: vísceras Una víscera es un órgano contenido en una cavidad esplácnica, como la craneal, torácica, la abdominal y la pélvica. La parte de la anatomía que estudia las vísceras es la esplacnología. En el lenguaje coloquial las vísceras reciben la denominación entrañas. [5]
  • 34. Órgano (biología) 32 Órganos macizos y huecos Según la constitución anatómica o estructural, existen dos grandes grupos de órganos: • Órganos macizos o parenquimatosos: son los órganos que presentan dos partes bien diferenciadas en su constitución anatómica/histológica: la estroma (el armazón intersticial) y el parénquima (tejido noble del órgano). • Órganos huecos, membranosos o canaliculares: Son los órganos que presentan morfología de saco hueco y que va a estar tapizada por una serie de capas estructurales o túnicas. Referencias [1] Manual de historia natural, Manuel María José de Galdo, 1848, pp. 190 y ss. —Google books - Vista completa— (http://books.google.es/ books?id=_0QDK0mERAUC&pg=PA190&dq=organos+animales&lr=&as_drrb_is=q&as_minm_is=0&as_miny_is=&as_maxm_is=0& as_maxy_is=&as_brr=0#v=onepage&q=organos animales&f=false) [2] Sobre la definición de la vida, en Vida inteligente en el universo 'Vslennia︠︡ zhizh', Carl Sagan, Iosef Shmuelovich Shklovskii, 1981, p. 204 —Google books - Vista previa restringida— (http://books.google.es/books?id=w5hlGejQVhUC&pg=PA204&dq=complejidad+ biológica&lr=&as_brr=0#v=onepage&q=complejidad biológica&f=false) [3] Fisiología celular en Fisica biologica: Sobre la nueva tradicion del siglo XX, Philip Charles Nelson, nota 3, p. 42 —Google books - Vista previa restringida— (http://books.google.es/books?id=aWu02TNspHMC&pg=PA42&dq=definición+de+orgánulo&lr=& as_brr=0#v=onepage&q=definición de orgánulo&f=false) [4] Definición de órgano, aparato y sistema en Anatomía humana general, Juan Jiménez-Castellanos Ballesteros, Carlos Javier Catalina Herrera, Amparo Carmona Bono, 2002, Universidad de Sevilla, p.22 (http://books.google.es/books?id=m9-RRP8Qc4gC&pg=PA22& dq=anatomÃa+órganos+aparatos&lr=&as_brr=0#v=onepage&q=anatomÃa órganos aparatos&f=false) [5] Entrañas en Diccionario de la R.A.E. (http://lema.rae.es/drae/?val=entraña) Enlaces externos • Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Órgano. Commons • Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre órgano.Wikcionario
  • 35. Lípido 33 Lípido Fosfolípidos organizados en liposomas, micelas y bicapa lipídica. Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas (la mayoría biomoléculas) compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno. Tienen como característica principal el ser hidrófobas (insolubles en agua) y solubles en disolventes orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (como los triglicéridos), la estructural (como los fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (como las hormonas esteroides). Características generales Los lípidos son moléculas muy diversas; unos están formados por cadenas alifáticas saturadas o insaturadas, en general lineales, pero algunos tienen anillos (aromáticos). Algunos son flexibles, mientras que otros son rígidos o semiflexibles hasta alcanzar casi una total Flexibilidad mecánica molecular; algunos comparten carbonos libres y otros forman puentes de hidrógeno. La mayoría de los lípidos tiene algún tipo de carácter no polar, es decir, poseen una gran parte apolar o hidrofóbico ("que le teme al agua" o "rechaza el agua"), lo que significa que no interactúa bien con solventes polares como el agua, pero sí con la gasolina, el éter o el cloroformo. Otra parte de su estructura es polar o hidrofílica ("que tiene afinidad por el agua") y tenderá a asociarse con solventes polares como el agua; cuando una molécula tiene una región hidrófoba y otra hidrófila se dice que tiene carácter de anfipático. La región hidrófoba de los lípidos es la que presenta solo átomos de carbono unidos a átomos de hidrógeno, como la larga "cola" alifática de los ácidos grasos o los anillos de esterano del colesterol; la región hidrófila es la que posee grupos polares o con cargas eléctricas, como el hidroxilo (–OH) del colesterol, el carboxilo (–COOH – ) de los ácidos grasos, el fosfato (–PO 4 – ) de los fosfolípidos. Clasificación bioquímica Los lípidos son un grupo muy heterogéneo que usualmente se subdivide en dos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (lípidos saponificables) o no los posean (lípidos insaponificables): •• Lípidos saponificables Simples. Lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Acilglicéridos. Son ésteres de ácidos grasos con glicerol. Cuando son sólidos se les llama grasas y cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites. Céridos (ceras).
  • 36. Lípido 34 Complejos. Son los lípidos que, además de contener en su molécula carbono, hidrógeno y oxígeno, contienen otros elementos como nitrógeno, fósforo, azufre u otra biomolécula como un glúcido. A los lípidos complejos también se les llama lípidos de membrana pues son las principales moléculas que forman las membranas celulares. Fosfolípidos Fosfoglicéridos Fosfoesfingolípidos Glucolípidos Cerebrósidos Gangliósidos •• Lípidos insaponificables Terpenoides Esteroides Prostaglandinas Lípidos saponificables Ácidos grasos Estructura en tres dimensiones del ácido linoleico, un tipo de ácido graso. En rojo se observa la cabeza polar correspondiente a un grupo carboxilo. Son las unidades básicas de los lípidos saponificables, y consisten en moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada(CH2) con un número par de átomos de carbono (2-24) y un grupo carboxilo(COOH) terminal. La presencia de dobles enlaces en el ácido graso reduce el punto de fusión. Los ácidos grasos se dividen en saturados e insaturados. • Saturados. Sin dobles enlaces entre átomos de carbono; por ejemplo, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido margárico, ácido esteárico, ácido araquídico y ácido lignocérico. • Insaturados. Los ácidos grasos insaturados se caracterizan por poseer dobles enlaces en su configuración molecular. Éstas son fácilmente identificables, ya que estos dobles enlaces hacen que su punto de fusión sea menor que en el resto. Se presentan ante nosotros como líquidos, como aquellos que llamamos aceites. Este tipo de alimentos disminuyen el colesterol en sangre y también son llamados ácidos grasos esenciales. Los animales no son capaces de sintetizarlos, pero los necesitan para desarrollar ciertas funciones fisiológicas, por lo que deben aportarlos en la dieta. La mejor forma y la más sencilla para poder enriquecer nuestra dieta con estos alimentos, es aumentar su ingestión, es decir, aumentar su proporción respecto a los alimentos que consumimos de forma habitual.Con uno o más dobles enlaces entre átomos de carbono; por ejemplo, ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido linoleico, ácido linolénico y ácido araquidónico y ácido nervónico. Los denominados ácidos grasos esenciales no pueden ser sintetizados por el organismo humano y son el ácido linoleico, el ácido linolénico y el ácido araquidónico, que deben ingerirse en la dieta.
  • 37. Lípido 35 Propiedades físicoquímicas • Carácter anfipático. Ya que el ácido graso está formado por un grupo carboxilo y una cadena hidrocarbonada, esta última es la que posee la característica hidrófoba; por lo cual es responsable de su insolubilidad en agua. • Punto de fusión: Depende de la longitud de la cadena y de su número de insaturaciones, siendo los ácidos grasos insaturados los que requieren menor energía para fundirse. • Esterificación. Los ácidos grasos pueden formar ésteres con grupos alcohol de otras moléculas. • Saponificación. Por hidrólisis alcalina los ésteres formados anteriormente dan lugar a jabones (sal del ácido graso) • Autooxidación. Los ácidos grasos insaturados pueden oxidarse espontáneamente, dando como resultado aldehídos donde existían los dobles enlaces covalentes. Acilglicéridos Representación tridimensional de un triglicérido. Los acilglicéridos o acilgliceroles son ésteres de ácidos grasos con glicerol (glicerina), formados mediante una reacción de condensación llamada esterificación. Una molécula de glicerol puede reaccionar con hasta tres moléculas de ácidos grasos, puesto que tiene tres grupos hidroxilo. Según el número de ácidos grasos que se unan a la molécula de glicerina, existen tres tipos de acilgliceroles: • Monoglicéridos: sólo existe un ácido graso unido a la molécula de glicerina. • Diacilglicéridos: la molécula de glicerina se une a dos ácidos grasos. • Triacilglicérido o triglicéridos: la glicerina está unida a tres ácidos grasos. Son los más importantes y extendidos de los tres. Los triglicéridos constituyen la principal reserva energética de los animales, en los que constituyen las grasas; en los vegetales constituyen los aceites. El exceso de lípidos es almacenado en grandes depósitos en el tejido adiposo de los animales. Céridos Las ceras son moléculas que se obtienen por esterificación de un ácido graso con un alcohol monovalente lineal de cadena larga. Por ejemplo la cera de abeja. Son sustancias altamente insolubles en medios acuosos y a temperatura ambiente se presentan sólidas y duras. En los animales las podemos encontrar en la superficie del cuerpo, piel, plumas, cutícula, etc. En los vegetales, las ceras recubren en la epidermis de frutos, tallos, junto con la cutícula o la suberina, que evitan la pérdida de agua por evaporación.
  • 38. Lípido 36 Fosfolípidos Los fosfolípidos se caracterizan por poseer un grupo de naturaleza fosfato que les otorga una marcada polaridad. Se clasifican en dos grupos, según posean glicerol o esfingosina. Fosfoglicéridos Estructura de un fosfoglicérido; X representa el alcohol o aminoalcohol que se esterifica con el grupo fosfato; el resto representa el ácido fosfatídico. Los fosfoglicéridos están compuestos por ácido fosfatídico, una molécula compleja compuesta por glicerol, al que se unen dos ácidos grasos (uno saturado y otro insaturado) y un grupo fosfato; el grupo fosfato posee un alcohol o un aminoalcohol, y el conjunto posee una marcada polaridad y forma lo que se denomina la "cabeza" polar del fosfoglicérido; los dos ácidos grasos forman las dos "colas" hidrófobas; por tanto, los fosfoglicéridos son moléculas con un fuerte carácter anfipático que les permite formar bicapas, que son la arquitectura básica de todas las membranas biológicas. Los principales alcoholes y aminos de los fosfoglicéridos que se encuentran en las membranas biológicas son la colina (para formar la fosfatidilcolina o lecitina), la etanolamina (fosfatidiletanolamina o cefalina), serina (fosfatidilserina) y el inositol (fosfatidilinositol). Fosfoesfingolípidos Imagen en 3D de la molécula de la esfingosina. Los fosfoesfingolípidos son esfingolípidos con un grupo fosfato, tienen una arquitectura molecular y unas propiedades similares a los fosfoglicéridos. No obstante, no contienen glicerol, sino esfingosina, un aminoalcohol de cadena larga al que se unen un ácido graso, conjunto conocido con el nombre de ceramida; a dicho conjunto se le une un grupo fosfato y a éste un aminoalcohol; el más abundante es la esfingomielina, en la que el ácido graso es el ácido lignocérico y el aminoalcohol la colina; es el componente principal de la vaina de mielina que recubre los axones de las neuronas. Glucolípidos Los glucolípidos son esfingolípidos formados por una ceramida (esfingosina + ácido graso) unida a un glúcido, careciendo, por tanto, de grupo fosfato. Al igual que los fosfoesfingolípidos poseen ceramida, pero a diferencia de ellos, no tienen fosfato ni alcohol. Se hallan en las bicapas lipídicas de todas las membranas celulares, y son especialmente abundantes en el tejido nervioso; el nombre de los dos tipos principales de glucolípidos alude a este hecho: • Cerebrósidos. Son glucolípidos en los que la ceramida se une un monosacárido (glucosa o galactosa) o a un oligosacárido. • Gangliósidos. Son glucolípidos en los que la ceramida se une a un oligosacárido complejo en el que siempre hay ácido siálico. Los glucolípidos se localizan en la cara externa de la bicapa de las membranas celulares donde actúan de receptores.