La célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de los seres vivos. En primer lugar, es morfológica porque los seres vivos están constituidos por una o más células; en segundo lugar, es fisiológica porque es capaz de realizar todos los procesos necesarios para permanecer con vida; y por último, es genética porque consta con toda la información de cada ser vivo.
Hay dos tipos de células: las células procariotas y las células eucariotas que se dividen en animales y vegetales.
Las células procariotas son las más simples y pequeñas, de hecho, todos los organismos que poseen este tipo de célula son unicelulares. En cuanto a la organización celular, el ADN se encuentra disperso por el citoplasma celular sin estar rodeado de membrana. Sólo tiene orgánulos de tipo ribosoma. Es la estructura típica de las bacterias, pertenecientes al Reino Moneras: son unicelulares, autótrofos y heterótrofos.
Aquí os dejo una imagen de una célula procariota y sus partes y también os dejo una foto en la que desarrollo un poco mas las partes de una célula procariota.
La célula eucariota
Las células eucariotas son generalmente más grandes que las procariotas y se encuentran principalmente en los organismos pluricelulares. A diferencia de las células procariotas que tienen el ADN disuelto en el citoplasma, las eucariotas tienen su material genético recogido en una esfera llamada núcleo. Encontramos la célula eucariota animal y vegetal.
Aquí os dejo un par de imágenes en las que se pueden observar la célula vegetal y la animal y sus partes.
Aquí os dejo unas fotos en las que desarrollo sus partes un poco más.
Membrana plasmática y orgánulos membranosos
La membrana plasmática siguiendo el modelo del mosaico fluido está constituida por una doble capa lipídica a la cual se le asocian proteínas cuyos compuestos son fosfolípidos, glucolípidos, colesterol y proteínas integrales y periféricas. También presenta dos propiedades: la dinámica que permite que las moléculas se puedan desplazar y que la membrana se autorepare; y la asimétrica de la que se obtiene el glucocálix cuya función principal es el reconocimiento de moléculas. Por último, sus funciones principales son en cuanto a los lípidos mantener separados los medios y realizar endocitosis y exocitosis y en cuanto a las proteínas pueden regular la entrada y salida de moléculas e iones, el reconocimiento celular, la transducción de señales y la construcción de uniones intercelulares y puntos de anclaje.
El transporte a través de esta membrana se divide según si son moléculas pequeñas o grandes. Si son pequeñas hay dos tipos de transporte el activo con difusión simple y facilitada y el activo con la bomba de sodio-potasio. Si son moléculas grandes los dos tipos existentes de transporte son la endocitosis que comprende la pinocitosis, la fagocitosis y la endocitosis por receptor y como segundo transporte la exocitosis.
Entre las membranas se pueden distinguir tres tipos de uniones que son las íntimas, las desmososmas y las de tipo gap.
Por último, entre los orgánulos membranosos que se pueden encontrar en una célula están el retículo endoplasmático liso y rugoso cuyas funciones principales son la sÍntesis de lípidos y proteínas respectivamente, el aparato de Golgi que rodea los centriolos, las vacuolas que realizan funciones diferentes según si forman parte de células vegetales o células de protozoos, los lisosomas que son procedentes del aparato de Golgi, los peroxisomas y glioxisomas que contienen enzimas oxidativas, las mitocondrias que se encargan de obtener energía a partir de la respiración celular y los cloroplastos que realizan la fotosíntesis.
Aquí os dejo un esquema.
Citosol y estructuras no membranosas
El citoplasma es la parte de la célula comprendida entra la membrana plasmática y la envoltura nuclear. Está constituido por el citosol, las inclusiones citoplasmáticas, el citoesqueleto y los orgánulos celulares.
El citosol o hialoplasma, es el medio líquido interno del citoplasma. Está formado en un 85% de agua y una gran cantidad de moléculas formando una dispersión coloidal, que puede tener forma de sol o forma de gel. El citosol actúa como regulador del pH y al haber un alto contenido de enzimas, en el citosol se realizan reacciones metabólicas como la gluconeogénesis, glucogenolisis, lipogénesis, fermentación láctica y en las que interviene el ATP y el ARNt.
Las inclusiones citoplasmáticas son acumulaciones de sustancias de carácter hidrófobo que se encuentran en el citoplasma y que no están rodeadas de membrana. En las células animales las principales inclusiones de reserva son el glucógeno y los lípidos, y en las células vegetales son las gotas de grasa, los aceites esenciales, el látex y el almidón. Además en los tejidos animales se encuentran pigmentos como la lipofucsina y la hemosiderina. Y por último, las proteínas precipitadas que presentan las células animales y dan lugar a sustancias de desecho.
El citoesqueleto es una red de filamentos proteicos con función esquelética que constituyen el andamio interno de la célula. Se diferencian tres tipos de filamentos: microfilamentos que son filamentos de actina y miosina, filamentos intermedios que son proteínas filamentosas con un grosor intermedio y microtúbulos que estan formados por tubulina.
En cuanto a los orgánulos:
El centrosoma es el centro dinámico de la célula donde se encuentra el COM y hay dos tipos: centrosoma con centriolos y centrosoma sin centriolos. En un centrosoma con centriolos encontramos el material pericentriolar, el áster y el diplosoma.
Los undulipodios que son los cilios y flagelos, están constituidos por tallo, zona de transición, corpúsculo basal y raíz.
Los ribosomas son unas estructuras globurales, carentes de membra
na, que están constituidas por varios tipos de proteínas asociadas a ácidos ribonucleicos ribosómicos procedentes del nucléolo. En una célula eucariota se encuentran divididos en subunidad pequeña y subunidad grande.
La matriz extracelular sirve como nexo de unión y es especialmente abundante en los tejidos conectivos. Está compuesta por una sustancia fundamental amorfa que tiene inmersas colágeno, elastina y fibronectina.
La pared celular se divide en pared celular de vegetales formada por celulosa y matriz, de hongos formada por quitina, glucano, manano y proteínas o de bacterias formadon por mureína.
Aquí os dejo unos esquemas.
Transporte de membrana
El paso de moléculas a través de la membrana plasmática depende del tamaño de estas. Si son moléculas pequeñas se puede realizar de dos formas: por transporte pasivo y por transporte activo. En cambio, si son moléculas grandes tiene lugar la endocitosis y la exocitosis.
MOLÉCULAS PEQUEÑAS
El transporte pasivo es un proceso de difusión de sustancias en el cual no hay gasto de energía y siempre se produce a favor del gradiente, es decir, desde el medio más concentrado hacia el menos concentrado.
Se diferencian tres tipos de gradiente:
- Concentración química si hay una diferencia de concentraciones.
- Eléctrico cuando hay diferentes cargas eléctricas.
- Electroquímico si hay una diferencia de concentración y de cargas a la vez.
El transporte pasivo se puede realizar de dos formas distintas en función del tipo de difusión:
- Difusión simple: Es un proceso de ósmosis por el cual a través de la bicapa entran moléculas lípidicas, sustancias apolares y moléculas débilmente polares y con baja masa molecular.
- Difusión facilitada: Se puede llevar a cabo por permeasas que son proteínas transmembranosas específicas para cada sustrato que lo arrastran hacia el interior o hacia el exterior de la célula según sea el gradiente o por proteínas de canal que son proteínas transmembranosas con un orificio o canal interno que suele estar cercado. Dicho canal se puede regular por voltaje si se producen variaciones de potencial eléctrico de la membrana o por ligando cuando determinadas
sustancias se unen a un receptor de la proteína de canal.
En cambio, el transporte activo necesita energía que es aportada por moléculas de ATP y transporta sustancias en contra de un gradiente. Ejemplos de este tipo de transporte son: la bomba de sodio-potasio, la bomba de calcio y la bomba de protones.
La bomba de sodio-potasio es una proteína transmembranosa que bombea Na+ hacia el exterior de la célula y K+ hacia el interior. De cada molécula de ATP se obtiene la energía necesaria para bombear tres Na+ hacia el exterior y dos K+ hacia el interior. De esta forma, el exterior de la membrana siempre resulta positivo respecto al medio interno.
MOLÉCULAS GRANDES
Pueden ser transportadas gracias a los mecanismos celulares basados en la formación de vesículas membranosas, como son: la endocitosis y la exocitosis.
La endocitosis es la entrada de macromoléculas gracias a la formación de vesículas membranosas, como ya he mencionado antes. Se inicia por medio de un control de la membrana que induce la formación de un sistema reticular de clatrina. Se puede llevar a cabo de tres formas: por receptor, por pinocitosis o por fagocitosis.
La exocitosis es un mecanismo de expulsión de macromoléculas gracias a la fusión de la membrana de la vesícula que lo contiene con la membrana plasmática.
Aquí os dejo un pequeño esquema.
Cloroplastos
Los cloroplastos son orgánulos de las células vegetales. Están constituidos por una doble membrana: la membrana plastidial externa y la membrana plastidial interna. El espacio interior se denomina estroma y en él se puede encontrar ADN plastidial, plastorribosomas y enzimas. También encontramos los tilacoides que pueden ser de dos tipos: tilacoides de estroma y tilacoides de grana.
Los cloroplastos poseen un color verde debido a un pigmento denominado clorofila, gracias a la cual puede llevarse a cabo la fotosíntesis donde se distinguen dos fases: la fase luminosa y la fase oscura.
- La fase luminosa: en esta fase se rompen las moléculas de agua obteniendo protones y electrones que al ser transportados permiten sintetizar moléculas de ATP.
- La fase oscura: se realiza en el estroma, y en ella se captan las moléculas de CO2 del aire , a las que se añaden los protones de hidrógeno obtenidos en la fase luminosa generándose así la materia orgánica.
Aquí os dejo un dibujo que realicé en clase.
Mitocondrias
Las mitocondrias son los orgánulos de las células eucariotas y procariotas que se encargan de obtener energía mediante la respiración celular. El conjunto de mitocondrias en una célula se denomina condrioma.
Tienen un tamaño menor al de los cloroplastos y su forma puede variar.
Están formados por:
- Membrana mitocondrial externa, cuya estructura es la misma que la de la membrana plasmática, por tanto es una doble capa lipídica con proteínas asociadas.
- Membrana mitocondrial interna que carece de colesterol y posee crestas mitocondriales.
- Espacio intermembranoso que es el que hay entre las dos membranas.
- Matriz mitocondrial que es el espacio interior y presenta ribosomas, ADN y enzimas que realizan diferentes funciones.
La función más importante de las mitocondrias es la obtención de ATP que es debido a glúcidos o a lípidos. La obtención de energía mediante glúcidos se realiza por medio del Ciclo de Krebs, aunque anteriormente ha tenido que suceder la glucólisis. La obtención de energía mediante lípidos se realiza por medio de la hélice de Lynen.
Aquí os dejo un dibujo que realicé en clase.
Esquema general
Aquí os dejo el esquema general del tema.
En este esquema hablo de la célula diferenciando entre su morfología y su estructura. Dentro de su estructura he resaltado las distintas formas que puede adquirir una célula y el tamaño. Por otra parte, he escrito las principales partes de cualquier célula ya sea procariota o eucariota y ya me he centrado en explicar las partes de cada tipo de célula que existe. Una de las grandes diferencias entre las procariotas y las eucariotas es la presencia de núcleo, del cual hablo en el esquema. Lo he dividido en sus distintas partes que son la envoltura nuclear, el nucleoplasma, el nucleólo y la cromatina y el ciclo celular mediante el que se obtienen cromosomas.
Actividades del tema
5. ¿Por qué se dice que la membrana plasmática tiene estructura de mosaico fluido?
Porque está compuesta por una bicapa lipídica que contiene proteínas en su interior que al interaccionar con los lípidos y con otras proteínas, realiza un movimiento lateral. También se dice porque las proteínas integrales están dispuestas en forma de mosaico.
6. ¿Qué tipo de células contendrá mayor número de ribosomas: una que almacena grasa u otra que almacena nuevas células, como las epidérmicas?
Los ribosomas se encargan de sintetizar proteínas según la información genética de la célula. El número de orgánulos de la célula varía según la actividad de la elaboración de material de membrana o proteínas, por lo que habrá más ribosomas en las células que almacenan nuevas células porque en ellas se genera más material que en las células que almacenan grasas.
7. ¿Es posible que en una célula coexista un Retículo endoplasmático liso y un aparato de Golgi, ambos muy desarrollados? ¿Por qué?
No, ya que si el aparato de Golgi está muy desarrollado es que la célula está sintetizando muchas proteínas y tiene el retículo endoplasmático rugoso también muy desarrollado para eso. Sin embargo, si la célula sintetiza lípidos, necesita un retículo endoplasmático liso desarrollado.
8. El hialoplasma y el citoplasma, ¿constituyen la misma estructura?
Sí, ya que el hialoplasma constituye la parte líquida del interior de la célula y si se le añaden los orgánulos nos podemos referir al citoplasma.
9. La célula eucariótica: señale las principales estructuras y orgánulos celulares, qué características tiene cada uno y qué función desempeñan.
Toda célula eucariota está formada por una membrana plasmática, que es una doble capa lipídica en la cual hay ciertas proteínas, el núcleo, donde se encuentra el material genético, y el citoplasma, compuesto por el citosol y los orgánulos celulares.
Existen tres tipos diferentes de orgánulos en el interior de la célula:
Sin membrana:
- Ribosomas de 80S y formados por dos subunidades una de 40S y otra de 60S. La función principal es la de síntesis de proteínas.
- Citoesqueleto que es una red de filamentos proteicos, con función esquelética, que constituye el andamio interno de la célula.
- Centríolos forman parte del centrosoma pero solo están presentes en las células animales y se encargan del reparto de información genética en la división celular y de la regulación del movimiento de cilios y flagelos.
Orgánulos con membrana simple:
- Retículo endoplasmático que está compuesto por el liso y el rugoso. El rugoso tiene adheridos ribosomas por lo que su función principal es la síntesis de proteínas y el liso que no tiene ribosomas y su función principal es la de sintetizar lípidos.
- Aparato de Golgi está formado por sacos aplanados y una de sus funciones es la secreción y transporte de sustancias.
- Vacuolas y vesículas: las vacuolas son características de las células vegetales y se encargan de la acumulación de sustancias y de proporcionar turgencia a la célula. En cambio en las células animales suelen ser más pequeñas y se les denominan vesículas cuya función principal es el almacenamiento temporal y el transporte de sustancias.
- Lisosomas son pequeñas vesículas formadas en el aparato de Golgi que contienen una gran variedad de enzimas hidrolíticas implicadas en la digestión de sustancias complejas.
- Peroxisomas son un tipo de vesículas, parecidos a los lisosomas pero que contienen enzimas oxidativas como la oxidasa y la catalasa.
Orgánulos con membrana doble:
- Mitocondrias cuya función principal es la respiración celular.
- Plastos como los clorsplastos que presentan clorofila y son los encargados de realizar la fotosíntesis.
10. Explique las diferencias y semejanzas entre la célula procariota y la célula eucariota.
Semejanzas entre célula eucariota y procariota:
- Citoplasma - Membrana plasmática
- Ribosomas
- Pared celular (en las células eucariotas vegetales)
Diferencias entre célula eucariota y procariota:
- Las célula procariota, son células primitivas, mientras que las células eucariotas son modernas.
- Las células eucariotas tienen orgánulos membranosos mientras que las procariotas carecen de ellos.
- Las células eucariotas poseen el citoesqueleto, y las células procariotas carecen de él.
- Las células procariotas tienen ADN circular con una sola molécula y el ADN de las eucariotas es lineal y hay más de una.
- La células procariotas no tienen núcleo (tienen Nucleoide), mientras que las células eucariotas si tienen un núcleo.
11.Explique las semejanzas y diferencias entre las células animales y vegetales.
Semejanzas entre célula animal y vegetal:
1. Ambas poseen membrana celular que rode la célula.
2. Ambas tienen citoplasma donde se encuentran el citosol y los orgánulos celulares.
3. Ambas poseen ribosomas que se encargan de sintetizar proteínas. 4. Ambas poseen retículo endoplasmático rugoso y liso.
5. Amba poseen aparato de Golgi.
6. Ambas poseen mitocondrias.
7. Ambas poseen núcleo con membrana celular.
8. Ambas poseen nucleólo.
9. Ambas poseen cromosomas.
Diferencias entre célula animal y vegetal:
1. La célula vegetal encima de la membrana celular posee una pared celular que la protege y le da forma mientras que la célula animal solo tiene membrana plasmática.
2. La célula vegetal presenta cloroplastos que lleva a cabo la fotosíntesis y la célula animal no.
3. La célula vegetal no presenta centriolos y la célula animal sí.
4. La célula vegetal no tiene flagelos ni cilios y la célula animal sí.
5. La célula vegetal posee una gran vacuola central mientras que la célula animal posee una vacuola pequeña.
6. La célula vegetal tiene granos de almidón mientras que la célula animal tiene granos de glucógeno.
7. La célula vegetal es poliédrica más grande y la célula animal es esférica más pequeña.
8. En nucleo de la célula vegetal se encunetra desplazado lateralmente y el de la célula animal se encuentra en el centro.
12. ¿Qué diferencia hay entre los ribosomas de una célula procariota y otra eucariota?
En la célula procariota, los ribosomas tienen un coeficiente de sedimentación de 70 S. Contienen un 66% de ARNr y se dividen en dos subunidades de distinto tamaño:
- Subunidad mayor: Su coeficiente de sedimentación es 50 S. Tiene dos tipos de ARNr: 5 S con 120 nucleótidos y 23 S, y tiene 31 proteínas como promedio.
- Subunidad menor: Su coeficiente de sedimentación es 30 S. Tiene una sola molécula de ARNr 16 S con 1.542 nucleótidos y contiene 21 proteínas.
En la célula eucariota, los ribosomas tienen un coeficiente de sedimentación de 80 S. Contienen un 60% de ARNr y 40% de proteínas. Como los procariotas también se dividen en dos subunidades de distinto tamaño:
- Subunidad mayor: Su coeficiente de sedimentación es 60 S. Tiene tres tipos de ARNr: 5 S, 28 S y 5,8 S y tiene 49 proteínas, todas ellas distintas a las de la subunidad menor.
- Subunidad menor: Su coeficiente de sedimentación es 40 S. Tiene una sola molécula de ARNr 18 S y contiene 33 proteínas. Dependiendo del organismo eucariota, este ARNr 18 S puede presentar variaciones.