La célula es la unidad estructural de todos los seres vivos y tiene la capacidad de realizar las funciones vitales esenciales.
También la capacidad de organizarse y diferenciarse dando lugar a los diferentes tejidos y órganos.
La célula está formada por la membrana plasmática y el citoplasma, este lo podemos encontrar de dos maneras, citoplasma indiferenciado o citosol y citoplasma diferenciado donde vamos a encontrar todas las sustancias que provienen del metabolismo celular.
También encontraremos el citoesqueleto de la célula, todos los orgánulos y el núcleo.
El citosol va a contener todos los elementos del citoplasma diferenciado.
1. LA MEMBRANA CELULAR O CITOPLASMÁTICA
Es una lámina delgada que envuelve la célula y que separa el citoplasma del medio externo. Su estructura se denomina mosaico fluido, que consiste en una bicapa lipídica a la que se asocian proteínas y polisacáridos, los lípidos que forman la membrana están unidos débilmente entre si lo que les permite moverse libremente en el seno de cada capa, incluso saltar de cada a capa, también las proteínas no están fijas sino que flotan por la membrana.
1.1 COMPONENTES
a) Bicapa
Estos lípidos son dos:
- Fosfolípidos que es el componente más abundante y tiene un carácter antipático, esto es que tiene dos partes, una cabeza polar que tiene simpatía por el agua y una cabeza apolar que no, por ese motivo las cabezas polares una esta hacia el citoplasma y otra hacia el exterior.
- El otro tipo de lípidos es el colesterol, que también es una molécula antipática y tiene una estructura plegada, va a rellenar los huecos que quedan entre las dobleces de los tallos de ácidos grasos insaturados.
b) Proteínas
Encontramos proteínas intrínsecas o integrales que se encuentran en el seno de la membrana.
O proteínas extrínsecas que están adheridas a la superficie externa o interna.
O proteínas transmembranosas que van a ocupar todo el espesor de la membrana.
1.2. LOS POLISACARIDOS (GLUCOCALIX)
El glucocalix es la asociación de los polisacáridos con las proteínas o con los lípidos, en su mayoría están unidos a las proteínas.
A microscopio óptico, si hacemos una tinción con Pas se ve rosa.
Las funciones del glucocalix son de reconocimiento celular, de protección mecánica y química.
1.3. ESPECIALIZACIONES O DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA CELULAR
Se dan sobre todo en el tejido epitelial
1. ESPECIALIZACIONES DE LA PORCIÓN APICAL
Que es la parte externa de la célula.
Concepto utilizado principalmente por el campo de la biología. La definen como la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos.
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. En primer lugar la formación de polímeros de ARN para la replicación. En segundo el desarrollo de mecanismo que permitieran que el ARN sintetizara proteínas. Y por ultimo, en tercer lugar, debió generarse una membrana lipídica que rodeara las réplicas de ADN y las proteínas ya sintetizadas. Des esta manera, ya formada la célula primitiva comienza el fenómeno de reproducción y multiplicación de células.
La célula posee características esenciales que la hace diferenciarse de otros sistemas que parecen vivos pero no lo son, como por ejemplo los virus. Aquellas características son:
- Autoalimentación: extraen productos de su medio externo para nutrirse. Luego desechan aquello que no es útil.
- Autorreplicación: crece y se divide en dos, creando una célula idéntica a la original. Esto se conoce como división celular
- Diferenciación: formación de estructuras especializadas para su reproducción, dispersión o supervivencia.
- Señalización química: capta y responde a estímulos provenientes de su interior o exterior mediante señales químicas, como por ejemplo las hormonas.
- Evolución: sufren cambios ya sea positivos o negativos que pueden afectar tanto a la célula individualmente como al organismo en su totalidad
LA CÉLULA Y SUS FUNCIONES
Una célula es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.2 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 (1014), 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 1839 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.3
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 evidencias fósiles de estructuras celulares en rocas datadas en torno a 4 o 3,5 miles de millones de años (giga-años o Ga.).4 5 nota 1 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 metabolismosería anaerobio y basado en el sulfuro.6
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).
LAS PARTES DE LA CÉLULA
MEMBRANA CELULAR:
La célula está rodeada por una membrana, denominada "membrana plasmática". La membrana delimita
el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula.
En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos, proteínas y glúcidos
en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente. Los lípidos forman una doble
capa y las proteínas se disponen de una forma irregular y asimétrica entre ellos. Estos componentes
presentan movilidad, lo que confiere a la membrana un elevado grado de fluidez.
Por el aspecto y comportamiento el modelo de membrana se denomina "modelo de mosaico fluído"
Las funciones de la membrana podrían resumirse en :
1.TRANSPORTE
El intercambio de materia entre el interior de la célula y su ambiente externo.
2.RECONOCIMIENTO Y COMUNICACIÓN
Gracias a moléculas situadas en la parte externa de la membrana, que actúan como
receptoras de sustancias.
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.
Las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho
procedentes del metabolismo y mantener su medio interno estable. 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.
El paso a través de la membrana posee dos modalidades:
Una pasiva, sin gasto de energía, y otra activa , con consumo de energía.
EL NÚCLEO:
En biología el núcleo celular es un orgánulo membranoso que se encuentra en las células eucariotas. Contiene la mayor parte del material genético celular, organizado en múltiples moléculas lineales de ADN de gran longitud formando complejos con una gran variedad de proteínas como las histonas para formar los cromosomas. El conjunto de genes de esos cromosomas se denomina genoma nuclear. La función del núcleo es mantener la integridad de esos genes y controlar las actividades celulares regulando la expresión génica. Por ello se dice que el núcleo es el centro de control de la célula.
Las principales estructuras que constituyen el núcleo son la envoltura nuclear, una doble membrana que rodea completamente al orgánulo y separa ese contenido del citoplasma, además de contar con poros nucleares que permiten el paso a través de la membrana para la expresión genética y el mantenimiento cromosómico.
Aunque el interior del núcleo no contiene ningún subcompartimento membranoso, su contenido no es uniforme, existiendo una cierta cantidad de cuerpos subnucleares compuestos por tipos exclusivos de proteínas, moléculas de ARN y segmentos particulares de los cromosomas. El mejor conocido de todos ellos es el nucléolo, que principalmente está implicado en la síntesis de los ribosomas. Tras ser producidos en el nucléolo, éstos se exportan al citoplasma, donde traducen el ADN.
EL CITOPLASMA:
El citoplasma es la parte del protoplasma que, en una célula eucariota, se encuentra entre el núcleo celular y lamembrana plasmática. Consiste en una emulsión coloidal muy fina de aspecto granuloso, el citosol o hialoplasma, y en una diversidad de orgánulos celulares que desempeñan diferentes funciones.
Su función es albergar los orgánulos celulares y contribuir al movimiento de estos. El citosol es la sede de muchos de los procesos metabólicos que se dan en las células.
El citoplasma se divide en ocasiones en una región externa gelatinosa, cercana a la membrana, e implicada en el movimiento celular, que se denomina ectoplasma; y una parte interna más fluida que recibe el nombre de endoplasma y donde se encuentran la mayoría de los orgánulos. El citoplasma se encuentra en las células procariotas así como en las eucariotas y en él se encuentran varios nutrientes que lograron atravesar la membrana plasmática, llegando de esta forma a los orgánulos de la célula.
El citoplasma de las células eucariotas está subdividido por una red de membranas (retículo endoplasmático liso y retículo endoplasmático rugoso) que sirven como superficie de trabajo para muchas de sus actividades bioquímicas.
El retículo endoplasmático rugoso está presente en todas las células eucariotas (inexistente en las procariotas)4 y predomina en aquellas que fabrican grandes cantidades de proteínas para exportar. Es continuo con la membrana externa de la envoltura nuclear, que también tiene ribosomas adheridos.
EL APARATO DE GOLGI:
El aparato de Golgi es un orgánulo presente en todas las células eucariotas excepto los glóbulos rojos y las células epidérmicas. Pertenece al sistema de endomembranas del citoplasma celular. Está formado por unos 80 dictiosomas (dependiendo del tipo de célula), y estos dictiosomas están compuestos por 4 o 6 cisternas (sáculos) aplanadas rodeados de membrana que se encuentran apilados unos encima de otros, y cuya función es completar la fabricación de algunas proteínas. Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo endoplasmático rugoso. El material nuevo de las membranas se forma en varias cisternas del Golgi. Dentro de las funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas, selección, destinación, glicosilación de lípidos, almacenamiento y distribución de lisosomas y la síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular. Debe su nombre a Camillo Golgi, Premio Nobel de Medicina en 1906 junto a Santiago Ramón y Cajal.
El aparato de Golgi se compone de una serie de estructuras denominadas cisterna. Éstas se agrupan en número variable, habitualmente de 4 a 8, formando el dictiosoma. Presentan conexiones tubulares que permiten el paso de sustancias entre las cisternas. Los sáculos son aplanados y curvados, con su cara convexa (externa) orientada hacia el retículo endoplasmático. Normalmente se observan entre 4 y 8, pero se han llegado a observar hasta 60 dictiosomas.1 Alrededor de la cisterna principal se disponen las vesículas esféricas recién exocitadas. El aparato de Golgi se puede dividir en tres regiones funcionales:
- Región Cis-Golgi: es la más interna y próxima al retículo. De él recibe las vesículas de transición, que son sáculos con proteínas que han sido sintetizadas en la membrana del retículo endoplasmático rugoso (RER), introducidas dentro de sus cavidades y transportadas por el lumen hasta la parte más externa del retículo. Estas vesículas de transición son el vehículo de dichas proteínas que serán transportadas a la cara externa del aparato de Golgi.
- Región medial: es una zona de transición.
- Región Trans-Golgi: es la que se encuentra más cerca de la membrana plasmática. De hecho, sus membranas, ambas unitarias, tienen una composición similar.
Las vesículas provenientes del retículo endoplásmico se fusionan con el cis-Golgi, atravesando todos los dictiosomas hasta el trans-Golgi, donde son empaquetadas y enviadas al lugar que les corresponda. Cada región contiene diferentesenzimas que modifican selectivamente las vesículas según donde estén destinadas.2 Sin embargo, aún no se han logrado determinar en detalle todas las funciones y estructuras del aparato de Golgi.
LA MITOCONDRIA:
Las mitocondrias son orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular. Actúan, por lo tanto, como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos). La mitocondria presenta una membrana exterior permeable a iones, metabolitos y muchospolipéptidos. Eso es debido a que contiene proteínas que forman poros llamados porinas o VDAC (canal aniónico dependiente de voltaje), que permiten el paso de moléculas de hasta 10 kDa y un diámetro aproximado de 2 nm.
LOS RIBOSOMAS:
Los ribosomas son complejos macromoleculares de proteínas y ácido ribonucleico (ARN) que se encuentran en el citoplasma, en lasmitocondrias, en retículo endoplasmatico y en los cloroplastos. Son un complejo molecular encargado de sintetizar proteínas a partir de la información genética que les llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm). Sólo son visibles al microscopio electrónico, debido a su reducido tamaño (29 nm en células procariotas y 32 nm en eucariotas). Bajo el microscopio electrónico se observan como estructuras redondeadas, densas a los electrones. Bajo el microscopio óptico se observa que son los responsables de labasofilia que presentan algunas células. Están en todas las células (excepto en los espermatozoides). Los ribosomas no se definen como orgánulos, ya que no existen endomembranas en su estructura.
En células eucariotas, los ribosomas se elaboran en el núcleo pero desempeñan su función de síntesis en el citosol. Están formados porARN ribosómico (ARNr) y por proteínas. Estructuralmente, tienen dos subunidades. En las células, estas macromoléculas aparecen en diferentes estados de disociación. Cuando están completas, pueden estar aisladas o formando grupos (polisomas). Las proteínas sintetizadas por los ribosomas actúan principalmente en el citosol; también pueden aparecer asociados al retículo endoplasmático rugoso o a la membrana nuclear, y las proteínas que sintetizan son sobre todo para la exportación.
Tanto el ARNr como las subunidades de los ribosomas se suelen nombrar por su coeficiente de sedimentación en unidades Svedberg. En las células eucariotas, los ribosomas del citoplasma se denominan 80 S. En mitocondrias y plastos de eucariotas, así como enprocariotas, son 70 S.
LOS LISOSOMAS:
Los lisosomas son orgánulos relativamente grandes, formados por el retículo endoplasmático rugoso y luego empaquetadas por el complejo de Golgi, que contienen enzimashidrolíticas y proteolíticas que sirven para digerir los materiales de origen externo (heterofagia) o interno (autofagia) que llegan a ellos. Es decir, se encargan de la digestión celular. Son estructuras esféricas rodeadas de membrana simple. Son bolsas de enzimas que si se liberasen, destruirían toda la célula. Esto implica que la membrana lisosómica debe estar protegida de estas enzimas. El tamaño de un lisosoma varía entre 0.1–1.2 μm.1
En un principio se pensó que los lisosomas serían iguales en todas las células, pero se descubrió que tanto sus dimensiones como su contenido son muy variables. Se encuentran en todas las células animales. No se ha demostrado su existencia en células vegetales.
LOS CLOROPASTOS:
Los cloroplastos son los orgánulos celulares que en los organismos eucariontes fotosintetizadores 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 que convierten la energía luminosa en energía química, como la clorofila.
El término cloroplastos sirve alternativamente para designar a cualquier plasto dedicado a la fotosíntesis, o específicamente a los plastos verdes propios de las algas verdes y las plantas.
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