Misión 7: la célula.

¡Hola amigos! ¡FELIZ NAVIDAD!

Después de tanto tiempo, en esta entrada os voy a presentar el tema de la célula.

Comenzaré explicando los diferentes puntos del gran esquema de la célula para que podáis entenderlo un poquito mejor.

Terminaré con mis respuestas de las preguntas de final de tema.

¡Espero que os guste!

ESQUEMA DE LA CÉLULA

fuente propia

El esquema de arriba un poco más ampliado para que se visualicen mejor los apartados:

fuente propia

En primer lugar, decir que gracias a la visualización de las células por Hooke, del descubrimiento del núcleo por Brown y del estudio de los tejidos animales, permitió establecer la universalidad de la estructura celular de los seres vivos.

Schleiden y Schwann enunciaron la Teoría Celular en la que se afirma principalmente que la célula es la unidad morfológica, fisiológica, genética de todos los seres vivos y capaz de realizar sus funciones vitales.

Existen dos tipos de organización celular ya que no todas las células tiene el mismo nivel de complejidad:

-Organización celular procariótica: son muy sencillas y propias del Reino Monera. Presentan membrana plasmática, pared celular, citoplasma con ribosomas 70 S, nucleoide y plásmidos. En ocasiones pueden tener flagelos, cápsulas, pelos, clorosomas, vacuolas de gas y carboxisomas.

-Organización celular eucariótica: son más complejas y propias de vegetales, animales, hongos y protoctistas. Contienen orgánulos sin membrana como ribosomas 80 S, centrosomas y citoesqueleto, con membrana como el RE, aparato de Golgi, vacuolas y lisosomas, orgánulos con doble membrana como cloroplastos y mitocondria, y además tienen un núcleo donde se encuentra el material genético.

Imágenes del tema del colegio virtual

El tamaño de una célula está sujeto a la relación entre superficie/volumen.

En células grandes esa relación es pequeña y para aumentar la superficie de intercambio con el entorno se pliega la membrana. Las células son aplanadas, prismáticas o irregulares. En el caso de células pequeñas, la relación es alta y las células son esféricas o globulares. El grado de madurez de una célula también se puede deducir del grado de empaquetamiento de la cromatina.

Seguidamente en el esquema podemos apreciar la membrana plasmática con sus funciones, propiedades, composición y el transporte.

Está formada por glúcidos, lípidos y proteínas.

Sus propiedades son: autoensamblaje, autosellado, fluidez e impermeabilidad.

Sus funciones entre otras son: regular entrada y salida de molécula y iones, construir puntos de anclaje y uniones intercelulares (íntimas, adherentes o de comunicación), reconocimiento celular, separar medio acuoso exterior del interior, transducción de señales.

La membrana se comporta como una barrera semipermeable, permitiendo el paso mediante mecanismo de diversas sustancias a favor o en contra de gradiente de concentración osmótico o eléctrico.

Se distingue entre:

• Transporte de moléculas pequeñas: dado que el interior de las bicapas es hidrófobo son muy impermeables a los iones y a las moléculas polares. Las moléculas atraviesan la bicapa a través de dos tipos de transportes:

Pasivo: es a favor de gradiente y no gasta energía. Se realiza de dos formas dependiendo de la difusión. Si es difusión simple, entonces, pasan sustancias solubles deslizándose por los fosfolípidos a través de la bicapa o proteínas canal. Si es difusión facilitada, entran sustancias polares a favor de gradiente electroquímico y es efectuado por las permeasas.

Activo: es en contra de gradiente y se gasta energía.

Debido a las proteínas de membrana, regula la entrada y salida de moléculas y de iones, realiza la actividad enzimática, construye puntos de anclaje y uniones intercelulares como las íntimas, adherentes o de comunicación.

• Transporte de moléculas grandes: se realiza por dos mecanismos en los que las vesículas revestidas por moléculas filamentosas de proteína clatrina presentan un papel fundamental.

Endocitosis: captación de partículas del medio externo por parte de las células mediante una invaginación en la que se queda incluida la partícula. Dependiendo de la naturaleza de esa partícula se distingue:

-Pinocitosis: pequeñas vesículas rodeadas de clatrina.

-Fagocitosis: grandes vesículas.

-Endocitosis mediada por receptor: se endocita una sustancia para la que hay un receptor específico en la membrana.

Exocitosis: se transportan macromoléculas contenidas en la vesícula hasta la membrana plasmática para ser vertidas al exterior a través de un poro.

Justo debajo del transporte de la membrana plasmática, en el esquema, podemos visualizar la matriz extracelular y la pared celular.

La matriz es característica de los tejidos conectivos, contiene fibras proteicas que le proporcionan consistencia, resistencia y elasticidad a la célula. Está compuesta por una sustancia fundamental amorfa constituida por proteoglucanos formados por ácido hialurónico y proteínas filamentosas.

La matriz sirve de nexo, llena espacios intercelulares y da consistencia a órganos y tejidos. Gracias al agua que retiene esa sustancia amorfa, ofrece resistencia a las acciones de compresión que tienden a disminuir el volumen y los proteglucanos permiten la difusión de moléculas hidrosolubles.

La pared celular se enuentra en la superfie externa de la membrana plasmática. Da forma y protege a la célula e impide su ruptura. Se distingue:

-Pared vegetal: formadas por fibras de celulosa unidas a polisacáridos y proteínas. Contiene lignina, suberina, taninos, cutina y sales minerales. La celulosa forma diversas capas como la lámina media, pared primaria y secundaria.

-Pared de hongos: formada por polisacáridos como la quitina, glucano y manano.

Tiene gran plasticidad al proteger a la célula de los tipos de estrés ambiental como los osmóticos y ademas tiene una alta capacidad inmunogénica ya que permite internacional con el medio al ser algunas de sus proteínas adhesivas y receptores.

-Pared bacteriana: formada por peptidoglucano y a su vez el esqueleto de la pared está formado por mureína. Las bacterias se pueden clasificar en Gram- (+/-) si tienen o no una envoltura lipídica que rodea a la pared. Esto se averigua ante una prueba llamada tinción de Gram. Además se clasifican en arqueobacterias (más antiguas) y en eubacterias.

Podemos hablar del citoplasma como la parte celular fuera del núcleo en el que encontramos los orgánulos, y el líquido intracelular llamado cortisol.

Orgánulos sin membrana:

Ribosomas: son pequeños, formados por ARNr y proteínas. Tiene dos subunidades una de 60S y otra de 40S. Realizan la síntesis de proteínas.

Inclusiones citoplasmáticas: son acumulaciones de sustancias de carácter hidrófobo. Acumulan sustancias de reserva de energía (glucógeno, látex, almidón), pigmentos como (hemosiderina y lipofucsina) y proteínas precipitadas.

Centrosoma: es la zona del citoplasma donde se encuentra el centro organizador de microtúbulos. Está formado por dos centriolos (estructuras formados por microtúbulos) llamado diplosomas, que están cerca del núcleo y en células animales. El centrosoma con centríolos está formado por material pericentriolar, éster y diplosomas.

Las células pueden tener cilios y flagelos que son estructuras que al igual que los centrosomas están formados por microtúbulos. Presentan un estructura 9+2, están rodeados por una membrana plasmática y en su interior poseen corpúscula basal, tallo y una zona de transición.

Citoesqueleto: es un entramado denso de haces de fibras proteicas que se extienden a través del citoplasma. Está formado por tres filamentos proteicos que proporcionan movimiento a la célula:

-Microtúbulos: son los filamentos más grandes, tienen forma de cilindro hueco y están formados por tubulina. Mantienen la forma de la célula, intervienen en el reparto de cromosomas, se mueven por la célula y sircen de base para estructurar el citoesqueleto.

-Microfilamentos: son los más pequeñosy están formados por proteína actina. Mantiene la forma de la célula, genera la emisión de pseudópodos, estabilizan prolongaciones citoplasmáticas y posibilita el movimiento contráctil.

-Filamentos intermedios: tienen un grosor intermedio y estás formados por proteínas filamentosas. Tienen función estructural.

Orgánulos con membrana simple:

Retículo endoplasmático: es un sistema formado por sacos y tubos aplanados conectados entre sí y con un espacio llamado lumen. Su membrana posee mayor proporción de proteínas que de lípidos. Encontramos dos tipos:

-RER: sistema de cisternas, sacos y tubos aplanados interconectados entre sí y con ribosomas adheridos gracias a la proteína riboforina. Se encargan de la síntesis y modificación de proteínas, almacenamiento, síntesis de fosfolípidos y de proteínas de secreción.

-REL: sistema de tubos membranosos interconectados entre si y con el RER, no tiene ribosomas. Se encarga de la síntesis de lípidos, almacenamiento, transporte, desintoxicación y contracción muscular.

Vacuolas /vesículas: se forman a partir del RE, del complejo de Golgi o de invaginaciones de membrana. En las células animales son pequeñas y son las vesículas.

En las células vegetales se llaman vacuolas, que son grandes vesículas llenas de fluido que mantienen la turgencia celular y acumulan nutrientes y desechos temporalmente.

Hay tres tipos: vacuo contráctiles, vegetales y pinocíticas/fagocíticas.

Complejo de Golgi: formado por sacos aplanados, limitados por membrana, apilados en forma laxa y rodeados por túbulos y vesículas. Se encuentran cerca del núcleo. Sirven de centro de compactación y distribución, realizan la glucosilación de lípidos y proteínas, maduran sustancias y las transportan, acumulan y secretan proteínas.

Contienen dictiosomas. El complejo es una estructura dinámica, presenta una polaridad, es decir, los dictiosomas presentan dos caras: formación y maduración.

Lisosomas: son pequeñas vesículas que se forman en el complejo de golgi.

Contiene enximas como las hidrolasas, la fosfatasa ácida, lipasas, carboxipeptidasa, glucosidasa, neuraminidasa, implicadas en la digestión celular. Se forman en el RER y se envían al AG. La membrana lisosómica es muy importante para el correcto funcionamiento del orgánulo. Tiene proteínas de transporte que mantienen el pH ácido y proteínas espeíficas para el transporte de sustancias al interior del lisosoma. Las proteínas de la cara interna de la membrana son glucosiladas y protegen al lisosoma del medio ácido y de sus propias enzimas. Hay dos tipos de lisosomas: primarios y secundarios como (vacuo digestivas y autofágicas). Dos tipos especiales: acrosoma de los espermatozoides y el gránulo de aleurona de semillas.

Peroxisomas y glioxisomas: vesículas parecidas a los lisosomas con enzimas oxidativas:

La oxidasa oxida sustancias orgánicas utilizando oxígeno y produciendo peróxido de hidrógeno.

La catalasa elimina ese peróxido de dos formas distintas; oxidando sustancias tóxicas con peróxido ó las sustancias descomponen el peróxido.

Los peroxisomas participan en la desintoxicación y en la degradación de ácidos grasos.

En las plantas se encuentran los glioxisomas que transforman los lípidos almacenados en azúcares.

Orgánulos de doble membrana: transductores de energía.

Cloroplastos: son característicos de las células vegetales. Están formados por una envoltura de doble membrana; en la que se distingue la membrana plastidial interna que es impermeable, y la externa que es muy permeable. El estroma es la matriz del cloroplasto donde se encuentra ADN plastidial, circular, ribosomas 70S, enzima rubisco.

También podemos encontrar los tilacoides de grana y los de estroma. La membrana tilacoidal contiene un 12% de pigmentos, fotosistemas y pigmentos antena.

Los cloroplastos llevan a cabo la fotosíntesis oxigénica en la que el agua actual ocmo donador de electrones, y está formada por dos fases: lumínica en la membrana tilacoidal y la oscura en el estroma.

Mitocondrias: forman parte de células eucariotas y son ovaladas. No son estáticos y pueden cambiar de forma. Están formadas por doble membrana: la externa es lisa, unitaria, presenta proteínas intermembranosas y es permeable, la interna es unitaria, no posee colesterol, es impermeable a iones, posee crestas que son tubulares o aplanadas. Entre ambas membrana se encuentra el espacio intermembranoso de composición similar al citosol. Entre ambas crestas se encuentra la matriz mitocondrial que contiene ADN mitocondrial circular y doble, ARN, ribosomas 70 S, enzimas.

La funcion de las mitocondrias consiste en obtener energía mediante la respiración celular que comprende de tres etapas: glucólisis, cadena respiratoria y ciclo de Krebs, tienen lugar en la matriz y en la membrana interna.

En la matriz tiene lugar la hélice de Lynnen, duplicación de ADN mitocondrial, síntesis de proteínas mitocondriales, ciclo de krebs, descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico.

En la membrana tiene lugar la fosforilación oxidativa.

Tanto los cloroplastos como las mitocondrias evolucionaron a partir de células procariotas. Esto se explica mediante la Teoría endosimbiótica, en la que se dice que se originaron a partir de bacterias que fueron fagocitadas y en vez de ser digeridas quedaron en simbiosis con células eucariotas primitivas. De este modo, disponen de un medio acuoso en el citoplasma y están protegidas. Debido a su metabolismo, ceden materia orgánica a la célula hospedadora.

Por último, hablar del núcleo como un cuerpo grande regulador de las actividades celulares. Podemos distinguir entre el núcleo interfásico(no división) y el núcleo en división. El núcleo interfásico presenta una envoltura nuclear con dos membranas concéntricas, el nucleoplasma que tiene una composición similar al citosol, cromatina que está formada por la fibra de 100Aº. Hay dos tipos de cromatina; la heterocromatina que no se desordenas durante la interfase, dentro de esta clasificación encontramos dos grupos la heterocromarina constitutiva y la facultativa, y la eucromatina que se descontase en la interfase. Las eucariotas suelen ser uninucleadas pero pueden ser plurinucleadas y se llaman sincitio y plasmodio. En los vegetales suele ser discoidal y en los animales esférico.

Entre esas membranas, comentadas anteriormente, se encuentra un espacio perinuclear, y cuando se fusionan las membranas se forman poros nucleares que regulan y participan en el transporte de materiales. Debajo de la membrana interna se encuentra la lámina nuclear que está relacionada con la formación de esos poros. También, encontramos el nucléolo que es esférico y sintetiza el ARN ribosómico.

Cuando el núcleo se divide, desaparece el nucléolo, la envoltura se desintegra, la cromatina se condensa y se forman los cromosomas.

Los cromosomas están formados por ADN e histonas, y facilitan el reparto de la información genética contenida en el ADN de la célula madre entre sus dos células hijas. Los componentes del cromosoma son la cromátida, centrómero, telómero, constricción secundaria y bandas. Hay varias clases de cromosomas: metacéntrico, submetacéntrico, acrocéntrico y telocéntrico. El conjunto de todos los cromosomas metafísicos de una célula se llama cariotipo y es propio de cada especie y se identifica por el número de cromosomas y por el tamaño y forma de estos.

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ACTIVIDADES FINAL DE TEMA

1-¿Por qué se dice que la membrana plasmática tiene estructura de mosaico fluido?

El modelo de Singer y Nicholson se denomina modelo de mosaico fluido. Este modelo considera a la membrana como un mosaico fluido en que la bicapa lipídica es el cementante y las proteínas están embebidas en ella, interaccionando unas con otras y con lípidos, realizando un movimiento lateral con ciertas limitaciones. Las proteínas integrales están dispuestas en mosaico. La membrana es una estructura asimétrica en cuanto a la distribución de todos sus componentes químicos.

Por estas razones, se dice que la membrana plasmática tiene estructura de mosaico fluido.

2-¿Qué tipo de células contendrá mayor números de ribosomas: una que almacena grasa u otra que almacena nuevas células, como las epidérmicas?

Los ribosomas se encuentran en todas las células pero principalmente en las células que producen proteínas. Por esto, cuanto más proteínas esté produciendo una célula más ribosomas contendrá.

Sin embargo, en las células que están elaborando nuevo material de membrana o proteínas que deben ser exportadas se encuentra también una gran cantidad de ribosomas adheridos al RE rugoso o en grupos de 5/6 en el citoplasma llamado polisoma.

Por otra parte, una célula que almacena grasa contiene también una gran cantidad de ribosomas ya que necesita muchos de estos para sintetizar proteínas e hidrolizar la grasa.

3-¿Es posible que en una célula coexista un Retículo endoplasmático liso y un aparato de Golgi, ambos muy desarrollados?¿Por qué?

Sí, es posible. El REL sintetiza importantes componentes de las membranas celulares como los lípidos. Estos a su vez son transportados en forma de vesícula hasta el aparato de Golgi, el cual, modifica sus membranas y contenidos e incorpora los productos terminados en vesículas de transporte que los llevan a otros sistemas endomembranosos.

4-El hialoplasma y el citoplasma, ¿constituyen la misma estructura?

El hialoplasma y citoplasma si constituyen la misma estructura, ya que el citoplasma es la parte celular que se sitúa fuera del núcleo donde hay orgánulos rodeados por una membrana, y el hialoplasma es la parte líquida intracelular que compone el citoplasma.

5-La célula eucariótica: señale las principales estructuras y orgánicos celulares, qué características tiene cada uno y que función desempeñan.

La célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de los seres vivos. La célula eucariota es la más compleja y es característica en animales, plantas, hongos y protoctistas.

Estás rodeadas por una membrana plasmática que las separa y comunica con el exterior. En el caso de vegetales poseen una pared celular que rodea a esta membrana. Contienen un medio hidrosalino, el citoplasma donde se encuentran los orgánulos celulares. Una gran variedad de biomoléculas y un núcleo que consta de nucleoplasma, envoltura nuclear, cromatina y nucleolos.

Algunas células eucariotas pueden presentar una membrana de secreción en el exterior de la membrana plástica que está constituida por mucupolisacáridos y se llama matriz extracelular.

-Están formadas por estructuras carentes de membrana como son los orgánicos llamados ribosomas, centrosomas y citoesqueleto.

El citoesqueleto es una red de filamentos proteicos con función esquelética que constituyen el "andamio proteico"; microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios. Gracias a la colaboración de esos tres filamentos la célula puede cambiar de forma y estar en continuo movimiento.

En el centrosoma se encuentra el centro organizador de microtúbulos, cuyo componente principal son dos centríolos llamados diplosomas, presente en células animales.

Los ribosomas están formados por ARNr y proteínas, constan de dos subunidades, una pequeña (40S) y otra grande (60S). Contienen un 80% de agua, un 10% de ARNr y un 10% de proteínas. Se encargan de la síntesis de proteínas. por eso se asocian al ARNm.

-Tienen un sistema endomembranoso. Estructuras membranosas intercomunicadas.

El retículo endoplasmático es un conjunto de túmulos aplanados conectados entre sí, con un espacio interno llamado lumen. Se distinguen tres tipos de RE, el rugoso que son sacos aplanados interconectados entre sí y poseen ribosomas. Se encarga de sintetizar proteínas y de su almacenamiento. El RE liso no tiene ribosomas y se encarga de la síntesis de lípidos, de almacenamiento y transportes, interviene en la desintoxicación y en la contracción muscular.

El aparato de Golgi está formado por sacos aplanados rodeados por túbulos y vesículas y limitadas por membranas. Se encargan del transporte de sustancias y de su maduración, acumula y secreta sustancias, sintetiza polisacáridos y realiza la glucosilación de lípidos y proteínas.

Las vacuolas/vesículas se forman a partir del RE, del aparato de Golgi o de invaginaciones de la membrana. Su función principal es el almacenamiento temporal y el transporte de materiales. Las vesículas son más pequeñas que las vacuolas.

Los lisosomas son pequeñas vesículas, formado en el complejo de Golgi que contienen enzimas hidrolíticas implicadas en los procesos de digestion celular, tanto extracelular como intracelular.

-Presentan orgánulos con doble membrana, transductores de energía:

Las mitocondrias tienen forma ovalada y se reproducen por fisión binaria.

Posee una membrana externa que es lisa y la interna es rugosa y forma crestas. Cada una consta de una bicapa lipídica y entre ellas se localiza el espacio intermediaran. Entre las crestas está la matriz mitocondrial. La función de las mitocondrias es obtener energía para la célula, realizar la respiración celular.

Los cloroplastos son más grandes que las mitocondrias y son característicos de las células vegetales. Presentan una envoltura constituida por doble membrana, estroma y tilacoides. Se encarga de realizar la fotosíntesis oxigénica, que presenta dos fases: la oscura y la luminosa.

6- Explique las diferencias y semejanzas entre la célula procariota y la célula eucariota.

Según la Teoría Celular enunciada por Schleiden y Schwann, la célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de todos los seres vivos.

No todas las células tienen el mismo nivel de complejidad. Debido a esto, existen dos tipos de organización celular, con mujeronas similitudes y diferencias:

Las principales similitudes entre la célula eucaristía y procariota son:

ambos tipos de células están rodeadas por una membrana plasmática que las separa y comunica con el exterior, contienen un medio hidroplano llamado citoplasma donde se encuentran los orgánulos, poseen ribosomas, ADN ya sea circular o lineal, biomoléculas como glúcidos, lípidos y proteínas, y una pared celular ( como en células eucariotas vegetales ).

Las principales diferencias son: las células eucariotas poseen un núcleo donde se encuentra el material genético, pero las procariotas carecen de este, por lo que el material genético está disperso en el citoplasma. El ADN en eucariotas es lineal pero en procariotas es circular. Las eucariotas poseen citoesqueleto mientras que las procariotas no. La membrana plasmática de eucariotas presenta colesterol pero en procariotas no. Los ribosomas en eucariotas son de 80 S y en procariotas son de 70 S. Estas últimas carecen de orgánulos membranosos como el aparato de Golgi o el retículo endoplasmático.

7-Explique las semejanzas y diferencias entre las células animales y vegetales.

Las células animales y vegetales son células eucariotas y son más complejas que las procariotas.

Ambas células poseen estructuras carentes de membrana como los ribosomas 80 S, centrosomas y citoesqueleto (microtúbulos, microfilamentos y fimalentos intermedios). El citoesqueleto de las células vegetales no contiene centriolos pero el de las animales si que los posee.

Poseen citoplasma donde se encuentran los orgánulos rodeados por membrana y una membrana plástica que limita el medio externo celular del intracelular.

Algunas células eucariotas pueden presentar una membrana de secreción en el exterior de la membrana plasmática. La célula animal no suele presentarla, pero si la posee está constituida por mucopolisacáridos y se llama matriz extracelular.

También tienen un sistema endomembranoso. Estructuras membranas intercomunicadas como el RE, el aparato de Golgi, vacuolas y limosomas.

Las células vegetales jóvenes tienen muchas vacuolas pero conforme se fusionan se forma una vacuola grande central que se encarga de mantener la turgencia celular. En las células animales suelen ser pequeñas y en vez de vacuola recibe el nombre de vesícula.

Contienen orgánulos transductores de energía, en el caso de células animales es la mitocondria y en células vegetales hay cloroplastos y también mitocondrias.

Por último, ambas presentan núcleo que consta de cromosomas formados por ADN y proteínas nucleolares, nucleólos asociados a organizadores nucleolares, membrana nuclear doble con poros y nucleoplasma.

8-¿Qué diferencia hay entre los ribosomas de una célula procariota y otra

eucariota?

Las células procariotas tienen ribosomas de velocidad de sedimentación de 70 S, que están formadas por dos subunidades, una mayor de 50 S y una menos de 30 S. Las células eucariotas tienen ribosomas de velocidad de sedimentación de 80 S formados por dos subunidades, una mayor de 60 S y otra menor de 40 S.

Espero que os haya sido de ayuda. ¡Nos vemos pronto!