Este documento describe la célula como la unidad fundamental de los seres vivos. Explica que las células pueden ser procariotas u eucariotas dependiendo de si tienen o no un núcleo bien definido. Describe los principales orgánulos celulares como el núcleo, mitocondrias, retículo endoplasmático, aparato de Golgi, lisosomas y membrana plasmática, y sus funciones en la célula. Además, explica la teoría celular moderna de que todos los organismos están formados por una o

1. LA CELULA VIVA CESAR SORIA FREGOZO BIOLOGÍA GENERAL

2. LA HISTORIA DE LA CÉLULA Robert Hooke (1665) observó con un microscopio un delgado corte de corcho. En su conjunto, formaban cavidades poco profundas a modo de cajas a las que llamó células. Marcelo Malpighi, observó células vivas. Fue el primero en estudiar tejidos vivos al microscopio. Mathias Jakob Schleiden (1838) afirmó que todos los organismos vivos están constituidos por células. Theodor Schwann y Mathias Jakob Schleiden “ la teoría celular ” A partir de 1900, los investigadores de la célula enfocaron sus trabajos en dos direcciones fundamentalmente distintas: los biólogos celulares ; D escribir la anatomía de la célula. los bioquímicos , cuyos estudios se dirigieron a dilucidar los caminos por los cuales la célula lleva a cabo las reacciones bioquímicas que sustentan los procesos de la vida .

3. De acuerdo con la teoría celular, uno de los pilares de la biología moderna: Todos los organismos vivientes están construidos por una o muchas células ; Las reacciones químicas de un organismo vivo, incluyendo sus procesos liberadores de energía y sus reacciones biosintéticas, tienen lugar dentro de la célula; Las células se originan en otras células Las células contienen la información hereditaria de los organismos de los cuales son parte, y esta información se hereda de célula progenitora a célula hija. La célula: unidad fundamental de los seres vivos

4. TIPOS DE CÉLULA C élulas procariontes : aquellas que no presentan una membrana que delimite al núcleo . Son las células más simples que se conocen. En este grupo se incluyen las algas azul-verdosas y las bacterias. células eucariontes : aquellas que presentan una membrana alrededor del núcleo . Estas células forman parte de los tejidos de organismos multicelulares. Célula animal y célula vegetal: eucariontes

6. Comparación entre célula eucariota y procariota

8. Células procariontes a aquellas que no tienen un núcleo definido es decir no existe una membrana que lo límite del resto de los elementos celulares, por lo que éste esta concentrado en el citoplasma. Este tipo de células miden entre 1 y 5 µm y lo presentan las algas unicelulares y las bacterias. En cambio en las células eucariontes el material genético se encuentra dentro de un núcleo bien definido y separado del citoplasma, estas células las podemos ver en: los hongos, plantas y animales. Las células eucariontes miden entre 10 y 45 µm.

9. Linfocitos Células nerviosas Dinoflagelados Diatomeas Paramecium Espiroqueta Cèlulas vegetales Eritrocitos

10. Citoplasma “Citosol” El citoplasma es un medio acuoso , de apariencia viscosa “ como órganos de la célula, ( organelos) . Los ribosomas Las mitocondrias Los lisosomas Las vacuolas Los cloroplastos El citoesqueleto , consiste en una serie de fibras que da forma a la célula, y conecta distintas partes celulares, como si se tratara de vías de comunicación celulares. Microtúbulos Son filamentos largos, formados por la proteína tubulina . Son los componentes más importantes del citoesqueleto y pueden formar asociaciones estables , como:

11. NÚCLEO El núcleo es el centro de control de la célula , pues contiene toda la información sobre su funcionamiento y el de todos los organismos a los que ésta pertenece. Está rodeado por una membrana nuclear que es porosa por donde se comunica con el citoplasma . En el interior se encuentran los cromosomas. Los cromosomas son una serie de largos filamentos que llevan toda la información de lo que la célula tiene que hacer, y cómo debe hacerlo. Son el "cerebro celular". El núcleo es un orgánulo característico de las células eucariotas. El material genético de la célula se encuentra dentro del núcleo en forma de cromatina .

12. FUNCIÓN A utoduplicación del ADN o replicación, antes de comenzar la división celular, y la trascripción o producción de los distintos tipos de ARN, que servirán para la síntesis de proteínas. ESTRUCTURAS Envoltura nuclear: formada por dos membranas concéntricas perforadas por poros nucleares. A través de éstos se produce el transporte de moléculas entre el núcleo y el citoplasma. El núcleoplasma , que es el medio interno del núcleo donde se encuentran el resto de los componentes nucleares. Nucléolo, o nucléolos que son masas densas y esféricas, formados por dos zonas: una fibrilar y otra granular . La fibrilar es interna y contiene ADN, la granular rodea a la anterior y contiene ARN y proteínas. La cromatina, constituida por ADN y proteínas .

13. EL NÚCLEO CENTRO DE CONTROL GENÉTICO DE LA CÉLULA

15. “ semejantes a vacuolas ” , rodeados solamente por una membrana, contienen gran cantidad de enzimas digestivas que degradan todas las moléculas inservibles para la célula. Funcionan como "estómagos" de la célula y además de digerir cualquier sustancia que ingrese del exterior, vacuolas digestivas , ingieren restos celulares viejos para digerirlos también, llamados entonces vacuolas autofágicas , “bolsas suicidas” Los lisosomas se forman a partir del Retículo endoplásmico rugoso y posteriormente las enzimas son empaquetadas por el Complejo de Golg i. Los lisosomas

16. E nzimas digestivas (hidrolíticas y proteolíticas) capaces de romper una gran variedad de moléculas. Funcionan mejor a pH ácido y, para conseguirlo la membrana del lisosoma contiene una bomba de protones que introduce H+ en la vesícula. Como consecuencia de esto, el lisosoma tiene un pH inferior a 5.0. Digerir bacterias y otras sustancias que entran en la célula por fagocitosis, u otros procesos de endocitosis. Los lisosomas utilizan sus enzimas para reciclar los diferentes orgánulos de la célula, englobándolos, digiriéndoles y liberando sus componentes en el citosol. De esta forma los orgánulos de la célula se están continuamente reponiendo. El proceso de digestión de los órganulos se llama autofagia . Por ejemplo, las células hepáticas se reconstituyen por completo una vez cada dos semanas.

18. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO Está formado por una red de membranas que forman cisternas , sáculos y tubos aplanados . Delimita un espacio interno llamado lúmen del retículo y se halla en continuidad estructural con la membrana externa de la envoltura nuclear. Se pueden distinguir dos tipos de retículo: El Retículo endoplasmático rugoso (R.E.R.), presenta ribosomas unidos a su membrana. En él se realiza la síntesis proteica. Las proteínas sintetizadas por los ribosomas, pasan al lúmen del retículo y aquí maduran hasta ser exportadas a su destino definitivo. El Retículo endoplasmático liso (R.E.L.), carece de ribosomas y está formado por túbulos ramificados y pequeñas vesículas esféricas. En este retículo se realiza la síntesis de lípidos . En el retículo de las células del hígado tiene lugar la detoxificación , que consiste en modificar a una droga o metabolito insoluble en agua,en soluble en agua, para así eliminar dichas sustancias por la orina.

19. SÍNTESIS DE PROTEÍNAS Y MEMBRANAS

20. Función: síntesis de lípidos, almacenes de iones calcio.

21. Aparato de Golgi: procesamiento y revesiculación de proteínas “etiqueta las proteínas”

22. INTEGRACIÓN DEL SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS

23. Las mitocondrias obtienen la energía química de los alimentos El tamaño es también variable, pero es frecuente que la anchura sea de media micra, y de longitud, de cinco micras o más. En promedio, hay unas 2000 mitocondrias por célula LAS MITOCONDRIAS

24. FIBRAS DEL CITOESQUELETO

25. METODOS DE ESTUDIO Microscopio electrónico Criofractura: congelamiento y fractura Criograbado: muestra se expone al vacío , una capa de hielo se evapora y las superficies se sombrean.

26. LA MEMBRANA PLASMÁTICA

28. " membrana plasmática" . Se encuentra rodeando a la célula Delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula. Representa el límite entre el medio extracelular y el intracelular. Es de gran importancia para los organismos, ya que a través de ella se transmiten mensajes que permiten a las células realizar numerosas funciones.

29. Es tan fina que no se puede observar con el microscopio óptico, siendo sólo visible con el microscopio electrónico. 1. Aislar el compartimiento intracelular, mantiene el ambiente de la célula. 2. Regular el intercambio de sustancias con el extracelular.

30. Presenta las siguientes características: Presenta las siguientes características: Es una estructura continua que rodea a la célula. Por un lado está en contacto con el citoplasma (medio interno) y, por el otro, con el medio extracelular que representa el medio externo. Contiene receptores específicos que permiten a la célula interaccionar con mensajeros químicos y emitir la respuesta adecuada.

31. Composición química de la membrana Lípidos 40% Proteínas 50% Glúcidos 10%

32. Lípidos En la membrana de la célula eucariota encontramos tres tipos de lípidos: Fosofolípidos , Glucolípidos y Colesterol .

33. Todos tienen carácter anfipático Tienen un doble comportamiento parte de la molécula es hidrófila y parte de la molécula es hidrófoba cuando se encuentran en un medio acuoso se orientan formando una Bicapa lipídica

34. La membrana plasmática no es una estructura estática, sus componentes tienen posibilidades de movimiento , Lo que le proporciona una cierta fluidez.

35. Los movimientos que pueden realizar los lípidos son:

36. de rotación : es como si girara la molécula en torno a su eje. Es muy frecuente y el responsable en parte de los otros movimientos. de difusión lateral : las moléculas se difunden de manera lateral dentro de la misma capa. Es el movimiento más frecuente.

37. flip-flop : es el movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a la otra gracias a unas enzimas llamadas flipasas . Es el movimiento menos frecuente, por ser energéticamente más desfavorable. de flexión : son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los fosfolípidos.

38. La fluidez es una de las características más importantes de las membranas. Depende de factores como : la temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la temperatura. la naturaleza de los lípidos, la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorecen el aumento de fluidez; la presencia de colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.

39. Proteínas Son los componentes de la membrana que desempeñan las funciones específicas (transporte, comunicación, etc). Al igual que en el caso de los lípidos , las proteínas pueden girar alrededor de su eje y muchas de ellas pueden desplazarse lateralmente (difusión lateral) por la membrana.

40. Las proteínas de membrana se clasifican en: Proteínas integrales: Están unidas a los lípidos íntimamente, suelen atravesar la bicapa lípidica una o varias veces, por esta razón se les llama proteínas de transmembrana .

41. Proteínas periféricas: Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica y están unidas débilmente a las cabezas polares de los lípidos de la membrana u a otras proteínas integrales por enlaces de hidrógeno.

42. Glúcidos Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas por lo que contribuyen a la asimetría de la membrana Estos glúcidos son oligosacáridos unidos a los lípidos ------ glucolípidos Unidos a las proteínas --- glucoproteinas

43. Cubierta celular o glucocálix Esta cubierta de glúcidos representan el carne de identidad de las células, a la que se atribuyen funciones fundamentales:

44. Funciones: Protege la superficie de las células de posibles lesiones Confiere viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el deslizamiento de células en movimiento, como , por ejemplo, las sanguíneas .

45. Presenta propiedades inmunitarias, por ejemplo los glúcidos del glucocálix de los glóbulos rojos representan los antígenos propios de los grupos sanguíneos del sistema sanguíneo ABO.

46. Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular,particularmente importantes durante el desarrollo embrionario. En los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide.

47. Modelo de mosaico de fluido En la actualidad es el modelo más aceptado propuesto por Singer y Nicholson (1972)

48. Características Considera que la membrana es como un mosaico fluido en el que la bicapa lipídica es la red cemetante y las proteínas embebidas en ella, interaccionando unas con otras y con los lípidos. Tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse lateralmente. Los lípidos y las proteínas integrales se hallan dispuestos en mosaico. Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto a la distribución fundamentalmente de los glúcidos, que sólo se encuentran en la cara externa.

49. Funciones de la membrana: TRANSPORTE : El intercambio de materia entre el interior de la célula y su ambiente externo.

50. RECONOCIMIENTO Y COMUNICACIÓN Gracias a moléculas situadas en la parte externa de la membrana, que actúan como receptoras de sustancias.

51. La bicapa lipídica de la membrana Actúa como una barrera que separa dos medios acuosos , el medio donde vive la célula y el medio interno celular.

52. Las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho procedentes del metabolismo y mantener su medio interno estable.

53. La membrana presenta una permeabilidad selectiva , ya que permite el paso de pequeñas moléculas, siempre que sean lipófilas, pero regula el paso de moléculas no lipófilas.

54. LOS MECANISMOS DE TRANSPORTE

57. Transporte de moléculas de baja masa molecular: El transporte pasivo . Es un proceso de difusión de sustancias a través de la membrana.

58. Este transporte se puede dar por : Difusión simple . Es el paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente; puede realizarse a través de la bicapa lipídica o a través de canales proteícos.

59. Difusión Simple a través de la bicapa Así entran moléculas lipídicas como las hormonas esteroideas , anestésicos como el éter y fármacos liposolubles . Y sustancias apolares como el oxígeno y el nitrógeno atmosférico. Algunas moléculas polares de muy pequeño tamaño, como el agua, el CO2, el etanol y la glicerina, también atraviesan la membrana por difusión simple. La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis

60. Difusión simple a través de canales Se realiza mediante las proteínas de canal. Así entran iones como el Na+, K+, Ca2+, Cl-. Las proteínas de canal son proteínas con un orificio o canal interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por ligando, como ocurre con neurotransmisores u hormonas , que se unen a una determinada región, el receptor de la proteína de canal, que sufre una transformación estructural que induce la apertura del canal.

62. Difusión facilitada Permite el transporte de pequeñas moléculas polares , como: - los aminoácidos , - monosacáridos , etc, que al no poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que proteínas tras membranosas faciliten su paso.

63. Proteínas permeasas Son las proteínas transportadoras Que al unirse a la molécula a transportar sufren un cambio en su estructura que arrastra a dicha molécula hacia el interior de la célula

64. El transporte activo En este proceso también actúan proteínas de membrana, pero éstas requieren energía, en forma de ATP , para transportar las moléculas al otro lado de la membrana. Se produce cuando el transporte se realiza en contra del gradiente electroquímico. Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na/K , y la bomba de Ca

65. La bomba de Na+/K+ Requiere una proteína transmembranosa que bombea Na+ hacia el exterior de la membrana y K+ hacia el interior. Esta proteína actúa contra el gradiente gracias a su actividad como ATP-asa, ya que rompe el ATP para obtener la energía necesaria para el transporte.

67. Por este mecanismo, se bombea 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior, con la hidrólisis acoplada de ATP. El transporte activo de Na+ y K+ tiene una gran importancia fisiológica. De hecho todas las células animales gastan más del 30% del ATP que producen y las células nerviosas más del 70% para bombear estos iones.

68. Transporte de moléculas de elevada masa molécular Para el transporte de este tipo de moléculas existen tres mecanismos principales: endocitosis , exocitosis y transcitosis .

69. En cualquiera de estos transportes es fundamental el papel que desempeñan las llamadas vesículas revestidas Estas vesículas se encuentran rodeadas de filamentos proteicos de clatrina .

70. Endocitosis Es el proceso por el que la célula capta partículas del medio externo mediante una invaginación de la membrana en la que se engloba la partícula a ingerir. Se produce la estrangulación de la invaginación originándose una vesícula que encierra el material ingerido.

71. Tipos de endocitosis Según la naturaleza de las partículas englobadas: Pinocitosis Fagocitosis Endocitosis mediada

72. PINOCITOSIS Implica la ingestión de líquidos y partículas en disolución por pequeñas vesículas revestidas de clatrina.

73. FAGOCITOSIS Se forman grandes vesículas revestidas o fagosomas que ingieren microorganismos y restos celulares.

74. ENDOCITOSIS Mediada por un receptor. Es un mecanismo por el que sólo entra la sustancia para la cual existe el correspondiente receptor en la membrana.

75. Fagocitosis Pinocitosis

76. EXOCITOSIS Las macromoléculas contenidas en vesículas citoplasmáticas son transportadas desde el interior celular hasta la membrana plasmática, para ser vertidas al medio extracelular. Esto requiere que la membrana de la vesícula y la membrana plasmática se fusionen para que pueda ser vertido el contenido de la vesícula al medio.

77. Mediante este mecanismo, las células son capaces de eliminar sustancias sintetizadas por la célula, o bien sustancias de desecho. En toda célula existe un equilibrio entre la exocitosis y la endocitosis, para mantener la membrana plasmática y que quede asegurado el mantenimiento del volumen celular.

78. TRANSCITOSIS Es el conjunto de fenómenos que permiten a una sustancia atravesar todo el citoplasma celular desde un polo al otro de la célula. Implica el doble proceso endocitosis-exocitosis. Es propio de células endoteliales que constituyen los capilares sanguineos, transportándose así las sustancias desde el medio sanguíneo hasta los tejidos que rodean los capilares.