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Celula
- 1. ¿QUÉ ES LACÉLULA? La célula es la unidad anatómica (porque todo ser vivo está formado por una o más células),funcional(porque es la parte más pequeña con vida propia y realiza todas las funciones vitales: nutrición, relación y reproducción) y genética (Toda célula procede de otra célula, y el material hereditario pasa de madres a hijas) de los seres vivos, es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo y que dispone de capacidad para actuar de manera autónoma. HISTORIA DE LA CÉLULA La ciencia sostiene que las célula tiene su origen a partir de una única célula primitiva hace miles de millones de años. Esta célula primitiva habría surgido tras tres etapas. 1. La formación de polímeros de ARN para la replicación. 2. El desarrollo de mecanismo que permitieran que el ARN sintetizara proteínas. 3. La generación de una membrana lipídica que rodeara las réplicas de ADN y las proteínas ya sintetizadas. Con la célula primitiva comienza el fenómeno de reproducción y multiplicación de células. En 1665, Robert Hooke observó con un microscopio un delgado corte de corcho. Hooke notó que el material era poroso. Esos poros, en su conjunto, formaban cavidades poco profundas a modo de cajas a las que llamó células. Hooke había observado células muertas. Unos años más tarde, Marcelo Malpighi, anatomista y biólogo italiano, observó células vivas. Fue el primero en estudiar tejidos vivos al microscopio. Sólo en 1838, y después del perfeccionamiento de los microscopios, el biólogo alemán Mathias Jakob Schleiden afirmó que todos los organismos vivos están constituidos por células. Concretamente, en 1839 Theodor Schwann y Mathias Jakob Schleiden fueron los primeros en lanzar la teoría celular. CARACTERÍSTICAS DE LA CÉLULA Las células tienen una serie de características estructurales y funcionales. Estructuralmente 1. Todas las células están rodeadas de una membrana o envoltura que las separa y comunica con el exterior. 2. La membrana de las células alberga un interior acuoso, el citoplasma, donde se encuentran todos los elementos celulares.
- 2. 3. En elinterior de las células está el material genético en forma de ADN y el ácido ribonucleico, que expresa la información contenida en el ADN. Además, tienen enzimas y otras proteínas, que mantienen el metabolismo activo. Funcionalmente: 1. Todas las células se nutren de sustancias del medio que transforman, liberando energía y eliminando residuos mediante el metabolismo. 2. Como consecuencia de los procesos nutricionales, las células crecen y se dividen, formando dos células, idénticas a la célula original, mediante la división celular. 3. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior. 4. Las células pueden comunicarse con otras células a través de señales químicas, como hormonas o neurotransmisores. 5. Los organismos celulares evolucionan, ya que sufren cambios hereditarios que influyen en la adaptación de la célula a un medio en concreto. CLASIFICACIÓN DE LAS CÉLULAS La mayoría de las células contienen estructuras llamadas organelos, que llevan a cabo funciones específicas. Las células se clasifican en dos grupos, basándose en el hecho de si poseen, o no, organelos especializados rodeados por membranas: las procarióticas y las eucarióticas. - Procariotas: no tienen núcleo. Su composición es más simple que la de las eucariotas, ya que poseen solo ribosomas, elementos químicos y enzimas en el citoplasma, todos necesarios para su crecimiento y división celular. Se dice que estas células son la primera clase que hubo en el planeta. Una membrana es una estructura que rodea una célula o parte de una célula. Las células simples que no tienen organelos rodeados de membranas se llaman procarióticas, son células pequeñas. - Eucariotas (animales y vegetales): tienen núcleo, son más grandes que las procariotas y se encuentran en el cuerpo humano. Poseen una disposición interna más evolucionada y compleja; el material genético está dentro del núcleo, rodeado del nucleoplasma y protegido por su propia membrana. Pueden realizar funciones específicas, como coordinar la química celular, es decir, las reacciones internas y el metabolismo a través del accionar de sus organelos celulares, se caracterizan, además por contener orgánulos membranosos como mitocondrias, retículo endoplasmatico, y aparato de Golgi; por realizar la mayoría de sus reacciones metabólicas en compartimentos separados y por dividirse, excepto en algunos casos, por mitosis. COMO SE REPRODUCEN LAS CÉLULAS:
- 3. La célula cuandose reproduce da lugar a nuevas células. Tal y como ya sabemos existe organismos unicelulares y pluricelulares, estos últimos forman parte de los diferentes tejidos que tienen la función de sustituir a una célula muerta o ayudarla a crecer. Para la reproducción celular se necesita dos procesos: División del núcleo División de citoplasma(citocinesis) Dependiendo de los distintos tipos de células podemos diferenciar dos clases de reproducciones: Mitosis: es la que se produce en todos los organismos menos los sexuales, también llamadas células somáticas. Meiosis: se reproduce en las células sexuales o también llamados gametos. Mitosis Es éste un proceso clave para la vida, dado que asegura que las dos células resultantes de una división celular tengan un contenido genético idéntico. Este proceso de división celular se produce mediante etapas o fases: -Interfase: Cuando la célula está en reposo, creciendo y aún no preparada para la división, se dice que se encuentra en la interfase o aspecto intermedio. En esta etapa el núcleo es un pequeño cuerpo ovoide limitado por su membrana y la sustancia cromatínica se visualiza como pequeñas manchas filamentosas (cromatina). Inmediatamente en el exterior del núcleo se encuentra un pequeño corpúsculo llamado centrosoma (cuerpo central) y en su centro se encuentra elcentríolo, que irradia finas líneas llamadas microtúbulos. -Profase: Cuando se acerca el momento de la división celular, se dan ciertos cambios en la forma de la célula, período que se conoce como profase. Aquí el centríolo se divide en dos, los que más tarde se separan quedando conectados solo por algunos de los microtúbulos. La cromatina comienza a condensarse formando hilos parecidos a una lombriz; la membrana nuclear desaparece y la sustancia nuclear se mezcla con el citoplasma. Esas pequeñas lombrices que se formaron son los llamados cromosomas. -Metafase: Inmediatamente viene la etapa llamada metafase, donde los dos centríolos se encuentran en polos opuestos dentro de la célula aunque siguen conectados por los microtúbulos. El conjunto de estos es llamado huso y es en el medio de este donde se reúnen los cromosomas. -Anafase: Cuando los microtúbulos se acortan y cada mitad resultante del cromosoma se contrae
- 4. hacia el centríolo,comienza la anafase. Los cromosomas son arrastrados en direcciones opuestas, a cada lado de la célula. - Telofase: Cuando el centro del huso es abandonado por los cromosomas, la célula comienza a estrangular la membrana plasmática, lo que se conoce como citodiéresis, y corresponde a la fase final de la mitosis o telofase. Y es al terminar el estrangulamiento que se forman dos células hijas, cada una de las cuales genera su membrana nuclear, comenzando todo el proceso nuevamente. Meiosis: Tampoco es una reproducción en sí misma, sino que es un proceso de división nuclear que utiliza los mismos mecanismos que la mitosis, por lo que es bastante parecida, aunque su significado biológico es diferente ya que es reducir a la mitad el número de cromosomas para que no se duplique el número de la especie tras la fecundación (= fusión de gametos). La meiosis es en realidad una doble división (de las cuales la segunda es como una mitosis normal) que se da exclusivamente en células diploides. El proceso comienza igual que la mitosis, es decir, con una replicación previa de todas las cadenas de ADN al final de la interfase, de manera que al comenzar la división tenemos doble número de cadenas; tras la duplicación comienza la meiosis. ALIMENTO Y ENERGÍA DE LA CÉLULA Todo el tiempo al interior de las células se están produciendo procesos químicos, los que modifican diversos compuestos y sustancias (lípidos, proteínas, carbohidratos, etc.) que corresponden a los alimentos celulares y que les permiten obtener energía y hacer funcionar nuestro cuerpo. El alimento entra desde el exterior a través de la membrana celular. Una vez en el interior, el alimento debe ser procesado. Las protagonistas de esta acción son las mitocondrias, que cuentan con la ayuda de las enzimas que aceleran este proceso. Estas acciones generadoras de energía dentro de la célula se conocen colectivamente como respiración (a veces, se le llama respiración interna para distinguirla de la de los pulmones) y se desarrolla en dos etapas. En primer lugar, el alimento es solo descompuesto parcialmente en sustancias intermedias, como alcohol y ácidos. En esta etapa, no se requiere oxígeno y por ello, se le denomina respiración anaeróbica. En la segunda parte, llamada respiración aeróbica, sólo se produce si hay oxígeno disponible. En esta, las sustancias intermedias se descomponen por completo en productos de
- 5. desecho, tales comodióxido de carbono y agua, y se libera la energía necesaria para la vida. La energía generada por la respiración no está disponible de manera inmediata para participar de los procesos celulares. Esta es llevada temporalmente a un intermediario conocido como ATP (adenosín trifosfato, que se obtiene en las mitocondrias), que cumple funciones de depósito y suministrador de energía para las células. PARTES CÉLULA PROCARIOTA Paredes celulares: Es una estructura rígida adosada a la cara externa de la membrana plasmática, que rodea totalmente a la célula. Se trata de una estructura común a todas las bacterias, con excepción de los microplasmas, un grupo de parásitos intracelulares. La pared celular cumple las siguientes funciones: · Mantiene la forma de la célula · Posee componentes con capacidad antigénica · Regula el intercambio con el exterior, principalmente la membrana externa llamada Gram. negativas. · Proporciona carga negativa a la superficie celular. Envolturas externas: Algunas bacterias tienen cubiertas mucosas en el exterior de la pared celular, compuesta por polisacáridos y, en ocasiones proteínas, que se denominan cápsulas (más gruesas y adheridas firmemente a la célula) y capas mucosas (más finas) Citoplasma: El citoplasma está formado por una matriz gelatinosa, el protoplasma, con un alto contenido en agua y de aspecto granuloso, que contiene proteínas y enzimas y alberga los ribosomas 70S característicos de estas células. Ribosomas Están formados por dos subunidades formadas por ARN y proteínas. Están relacionados con la síntesis de proteínas. Estos orgánulos celulares, son los únicos que podemos encontrar en todos los tipos de células. Nucleoides En la célula procariota, el material genético se encuentra en el nucleoide, zona situada en la región central del citoplasma, de aspecto fibrilar, que no está protegida por una membrana nuclear. Flagelos Constituyen los órganos de locomoción, cuyo número y disposición varía de unas bacterias a otras. Esto constituye uno de los muchos criterios de clasificación de las células Procariotas. Está formado por: Un filamento rígido y curvado, constituido por una proteína, llamada flagelina.
- 6. Un codo ogancho que une el filamento a la superficie de la célula Una estructura basal compuesta por una serie de anillos Fimbrias y pelos Las fimbrias y los pelos son apéndices externos que no intervienen en el movimiento de las bacterias. Las fimbrias son cortas, finas y numerosas en algunas bacterias, y tienen una función adhesiva Los pelos, de mayor longitud, son poco numerosos y están implicados en la unión de dos células durante la conjugación bacteriana. PARTES DE LA CÉLULA EUCARIOTA: MEMBRANA PLASMATICA:Es el límite externo de la célula, que le da protección y actúa como una barrera selectiva entre el líquido del espacio extracelular y el citoplasma. La composición de la membrana plasmática incluye alrededor de un 40 % de lípidos y 50 % proteínas, junto a pequeñas cantidades de hidratos de carbono. Las proteínas de la membrana plasmática tienen funciones de comunicación, de unión a receptores moleculares, de transporte, de acción enzimática, de anclaje de filamentos del citoesqueleto y de identidad celular. PARED CELULAR:Proporciona un recinto protector a la célula determinando la forma y el tamaño de la célula. A demás la rigidez de la pared permite crecer a la planta erguida hasta poder exponer una mayor superficie a la luz solar. Es ellas la encargada del controlar el crecimiento celular por las enzimas que sintetizan y degradan la pared, y a su vez esas encimas están controladas por hormonas. Además constituye una barrera física y química frente a patógenos y limita los procesos de transporte. CITOPLASMA:Es la parte de la célula que se ubica entre la membrana plasmática y la membrana nuclear. Está constituido por 85 % de agua y un 15 % de proteínas, aminoácidos, sales y minerales. En el citoplasma se realizan la mayoría de las reacciones metabólicas de la célula. Dentro del citoplasma, existen organelos con distintas funciones, que están presentes tanto en eucariotas animales como vegetales. La porción del citoplasma sin estructura y que forma la parte fluida se denomina hialoplasma o citosol, lugar donde están las moléculas necesarias para el mantenimiento de la célula. CITOESQUELTO:Es una serie de filamentos proteicos responsable de la forma celular y de facilitar el movimiento de los organelos. Actúa como una conexión entre las distintas partes de la célula. El citoesqueleto se destruye y se vuelve a reconstruir, por lo que no es una estructura permanente de la célula. Se forma a
- 7. partir de trescomponentes proteicos: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios. - Microtúbulos: son los componentes más importantes del citoesqueleto, compuestos por una proteína denominada “tubulina”. De consistencia rígida, son los responsables de la formación de estructuras como los centríolos y órganos de locomoción, como los cilios y los flagelos. Los microtúbulos irradian desde el centrosoma. - Microfilamentos: se disponen cerca de la membrana plasmática y están asociados al movimiento de la célula. Están formados por dos tipos de proteínas, la “actina” y la “miosina”. Los microfilamentos están muy desarrollados en células musculares estriadas (músculos voluntarios). La superposición de microfilamentos de actina y miosina permiten la contracción muscular. - Filamentos intermedios: están formados por varios tipos de proteínas. Se extienden por todo el citoplasma y abundan en aquellas células que soportan mucha tensión, por lo que son resistentes y evitan la destrucción celular. NÚCLEO:Es el centro de control de la célula, donde se encuentra la mayor parte de la información hereditaria de esta. Contiene el ácido desoxirribonucleico (ADN o en inglés DNA), donde se encuentran codificados los genes. Delimitado por una membrana doble o carioteca, el núcleo contiene un material fibrilar llamado cromatina, la cual se condensa cada vez que la célula se divide y da origen a los cromosomas, que suelen aparecer dispuestos en pares idénticos. NUCLÉOLO: Se encuentra al interior del núcleo, contiene gran cantidad de ácido ribonucleico ribosomal, precursor de la composición de los ribosomas que hay en el citoplasma, que intervienen en la síntesis de proteínas. APARATO DE GOLGI: es un complejo sistema compuesto de vesículas y sacos membranosos, que en las células vegetales se llama dictiosoma. Una de sus funciones principales es la secreción de productos celulares, como hormonas, enzimas digestivas, materiales para construir la pared, entre otros. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO: es una red de túbulos y sacos planos y curvos encargada de transportar materiales a través de la célula; su parte dura es el lugar de fijación de los ribosomas; el retículo endoplasmatico liso es el sitio donde se produce la grasa y se almacena el calcio. El retículo endoplasmático rugoso está disperso por todo el citoplasma. Los materiales sintetizados son almacenados y luego trasladados a su destino celular. LISOSOMAS: son organelos limitados por una membrana; las poderosas enzimas que contiene degradan los materiales peligrosos absorbidos en la célula, para luego liberarlos a través de la membrana celular. Es decir, los lisosomas constituyen el sistema digestivo de la célula. MITOCONDRIAS: son conocidas como la central eléctrica de la célula, permitiendo la respiración y la descomposición de grasas y azúcares para producir energía. Poseen una doble membrana: membrana externa, que da hacia el citoplasma, y membrana interna, que da hacia la matriz o interior de la mitocondria. Su principal función es aprovechar la energía que se obtiene de los diversos nutrientes y transmitirla a una molécula capaz de almacenarla, el ATP (adenosintrifosfato). Esta energía se obtiene mediante la
- 8. deshidrogenización de loscombustibles. El hidrógeno sustraído es transportado a través de varias moléculas, que constituyen la cadena respiratoria, hasta el oxígeno, con el que forma agua. En el proceso de respiración se genera energía, que es acumulada por el ATP, el cual puede ser enviado a cualquier parte de la célula que necesite aporte energético; allí el ATP se descompone y la libera. CLOROPLASTOS: son orgánulos aún mayores y se encuentran en las células de plantas y algas, pero no en las de animales y hongos. Su estructura es todavía más compleja que la mitocondrial; además de las dos membranas de la envoltura, tienen numerosos sacos internos formados por membranas que encierran el pigmento verde llamado clorofila. Desde el punto de vista de la vida terrestre, los cloroplastos desempeñan una función aún más esencial que la de las mitocondrias: en ellos ocurre la fotosíntesis. Este proceso, acompañado de liberación de oxígeno, consiste en utilizar la energía de la luz solar para activar la síntesis de moléculas de carbono pequeñas y ricas en energía. De esta forma, los cloroplastos producen tanto las moléculas nutritivas como el oxígeno que utilizan las mitocondrias. VACUOLAS: son unos saquitos de diversos tamaños y formas rodeados por una membrana. Se encargan de transportar y almacenar materiales ingeridos, así como productos de desecho y agua. GENES:La molécula de ADN es una hélice larga y doble, semejante a una escalera de caracol. Los eslabones de esta cadena, que determinan el código genético de cada individuo, se componen de pares de cuatro tipos de moléculas denominadas bases (adenina, timina, guanina y citosina). La adenina se empareja con la timina y la guanina con la citosina. El código genético está escrito en tripletes, de manera que cada grupo de tres eslabones de la cadena codifica la producción de uno de los aminoácidos, los cuales son los componentes que constituirán las proteínas. CROMOSOMAS:Cada persona posee 23 pares de cromosomas. Una de estas parejas determina el sexo con el que se nace, adoptando el nombre de "cromosomas sexuales". Por su forma se identifican los cromosomas sexuales femeninos (determinan que la persona sea de sexo femenino) como XX, y la pareja de cromosomas masculinos como XY (determinan que la persona sea de sexo masculino). Bibliografía: http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Celula.htm http://alvaciencias02.blogspot.com/ http://lalupa3.webcindario.com/biologia/Las%20celulas.htm http://www.icarito.cl/enciclopedia/articulo/segundo-ciclo-basico/ciencias-naturales/2009/12/59- 7920-9-6-la-celula.shtml http://celula-uhscp.blogspot.com/ http://biologia.laguia2000.com/citologia/partes-de-la-celula-procariota
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