La célula

Estructura y componentes

Índice

1. Teoría celular

2. Características generales de la célula

3. Célula eucariota y célula procariota

4. Célula vegetal y célula animal

5. Virus

6. Bacterias

7. Componentes celulares

Con las aportaciones de todos los científicos desde el siglo XVII y con los postulados de Schleiden y Schwann en el siglo XIX se desarrolló la llamada teoría celular. Esta teoría enuncia los siguientes principios:

•La célula es la unidad morfológica de los seres vivos.•La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos.

Con la aportación de Virchow se enunció el tercer principio de la teoría celular:

•Las células sólo pueden existir a partir de células preexistentes.

Y con las aportaciones de numerosos científicos del campo de la investigación genética (Sutton y Boveri) se fijó el llamado cuarto postulado:

*La célula es la unidad genética autónoma de los seres vivos.

Teoría celular

Todas las células presentan una serie de características comunes:

-Todas ellas presentan una superficie que las delimita e individualiza. Es la membrana plasmática .

-El interior de la célula está constituido por un líquido acuoso rico en biomoléculas en el que se realizar muchas reacciones metabólicas. Es el citoplasma o líquido intracelular.

-Todas ellas presentan material genético, ADN, que lleva toda la información que la célula posee.

Características generales de la célula

Célula eucariota vs Célula procariota

Desde el punto de vista estructural, las células pueden ser:

•Células procariotas: El ADN no está separado del resto de la célula por una membrana, sino que está disperso en él. Son estructuras procariotas las bacterias.

•Células eucariotas: Presentan el ADN incluido dentro de una membrana nuclear. El contenido nuclear, por lo tanto, está separado del resto del contenido citoplasmático, formando el Núcleo. Son células eucariotas las animales y las vegetales.

Célula animal vs célula vegetal

Los virus son pequeñas partículas formadas por:

•Ácido nucléico: ADN o ARN, nunca los dos juntos.

•Cápsida: cubierta de proteínas rodeando al ácido nucléico.

•Envoltura: similar a la membrana plasmática de la célula que sólo aparece en algunos virus.

Poseen su propia información genética, pero carecen de orgánulos y estructuras celulares necesarios para llevar a cabo la vida celular. Para su reproducción es necesario que el ácido nucleico del virus se introduzca en una célula viva, donde se podrá expresar dentro de la nueva estructura celular. Por esta razón son parásitos obligados.

Virus

Replicación de virus

Los virus pueden presentar dos tipos de ciclo de reproducción o ciclo vital:

•El ciclo lítico, en el que el virus usa la maquinaria celular para producir partícuas víricas que termina con la lisis y la muerte de la célula infectada. Los virus que siguen este sistema de multiplicación se denominan virus virulentos.

•El ciclo lisogénico, también llamado atemperado o avirulento. En este ciclo el virus penetra en la célula hospedadora y permanece en ella sin producir nuevas partículas víricas.

Bacterias

•Las bacterias son células muy sencillas; carecen de núcleo y tampoco presentan orgánulos en el citoplasma. Se las denomina Procariotas. Son organismos unicelulares y se encuentran en todos los ecosistemas.

•Las bacterias son un numeroso grupo de seres vivos, con características muy diversas. En la clasificación de los Dominios, Woese, aparecen dos grupos de Procariotas, el Dominio Archaea, que engloba a los organismos más antiguos del Planeta, y el Dominio Bacteria, en el que se encuentran la gran mayoría de los organismos bacterianos actuales, también conocidos con el nombre de Eubacterias.

•Las bacterias pueden presentarse como individuos sueltos, o formando colonias. Se pueden encontrar colonias dediplococos (bacterias redondeadas, de dos en dos), diplobacilos (bacterias alargadas, de dos en dos), estreptococos(cordones de bacterias redondeadas), estafilococos (masas laminares de bacterias redondeadas) o sarcinas(conglomerados tridimensonales de bacterias redondeadas).

Formas de las bacterias

Coco Bacilo Vibrión Espirilo

Según el medio en el que viven

▪Saprófitas: bacterias que degradan materia orgánica en descomposición. Cumplen un papel esencial en el ciclo del carbono.

▪ Simbióticas: bacterias asociadas a otro ser vivo. Esta relación genera un beneficio mutuo. Un ejemplo de estas bacterias son las bacterias de la flora intestinal que producen vitamina K. El hospedador, es decir, el individuo al que parasita, le otorga a cambio, energía en forma de materia orgánica y un medio apropiado para vivir.

▪ Comensales: bacterias asociadas a otro ser vivo, sin desprenderse de esta relación , ni un beneficio, ni un perjuicio para el hospedador. Ejemplo de este tipo de bacterias podemos encontrarlo en las bacterias que viven sobre nuestra piel, alimentándose de células descamadas. Muchas bacterias de este tipo son bacterias oportunistas, ya que pueden causar enfermedad en el hospedador cuando sufre una depresión en el funcionamiento de su sistema inmune.

▪ Parásitas: bacterias que sobreviven a expensas de otro ser al que causan un perjuicio. Ejemplo de este tipo de bacterias sería cualquiera de ellas que nos produzca una enfermedad

Según el consumo de oxígeno

▪Bacterias aerobias: son aquellas que necesitan oxígeno para su metabolismo. Realizan la oxidación de la materia orgánica en presencia de oxígeno molecular, es decir, realizan la respiración celular.

▪ Bacterias anaerobias: son aquellas que no utilizan oxígeno molecular en su actividad biológica. La obtención de energía la realizan mediante catabolismo fermentativo. Se pueden distinguir dos grupos dentro de ellas:

- Bacterias anaerobias facultativas: pueden vivir en ambientes con oxígeno o sin él.- Bacterias anaerobias estrictas: sólo pueden sobrevivir en ambientes carentes de oxígeno. Como ejemplo, Clostridium, causante del tétanos.

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1 y 2. Núcleo y nucleolo3. Ribosomas4. Vesícula de secreción5. RER6. Aparato de golgi7. Citoesqueleto8. REL9. Mitocondria10. Vacuola11. Citoplasma12. Lisosoma13. Centrosoma14. Membrana plasmática15. Pared vegetal (solo en células vegetales)16. Cilios y flagelos

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Componentes celulares

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Membrana plasmática

Membrana plasmática

- La membrana plasmática es una delgada lámina de 75 A que envuelve a la célula y la separa del medio externo.

- Según Singer y Nicholson (1972) es una bicapa lipídica, asociada con moléculas de proteínas, formando la estructura de mosaico fluido. Tanto las proteínas como los lípidos, pueden desplazarse lateralmente.

- Su función es mantener estable el medio intracelular regulando el paso de agua, moléculas y elementos, mantener la diferencia de potencial iónico haciendo que el medio interno esté cargado negativamente y realizar los procesos de endocitosis y exocitosis.

Fisiología de la membrana. Mecanismos de transporte

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Pared vegetal

Pared vegetal

•La pared celular es una envoltura gruesa y rígida que rodea a las células vegetales.

•Su estructura se basa en una red de fibras de celulosa y una matriz (con agua, sales, hemicelulosa y pectina). La matriz puede impregnarse de lignina, suberina, cutina, taninos y sustancias minerales.

•Tiene como función dar rigidez a la célula e impedir su ruptura, que sería muy fácil de no existir esta pared, debido a que en el citoplasma existe una elevada concentración de moléculas que origina una corriente de agua hacia el interior celular, hinchando la célula. Si no existiera la pared, la célula reventaría.

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Centrosoma

Centrosoma

•El centrosoma, citocentro o centro celular es exclusivo de células animales. Está próximo al núcleo y es considerado como un centro organizador de microtúbulos.

•La estructura consta de una zona interior donde aparece el diplosoma, formado por dos centríolos dispuestos perpendicularmente entre sí. Este diplosoma está inmerso en un material pericentriolar que es el centro organizador de microtúbulos. Así en él se disponen microtúbulos que parten radialmente y que se llaman aster. Cada centríolo consta de 9 grupos de 3 microtúbulos que forman un cilindro. Este cilindro se mantiene gracias a unas proteínas que unen los tripletes.

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Retículo endoplasmático

Retículo endoplasmático

●El retículo endoplasmático es un sistema membranoso cuya estructura consiste en una red de sáculos aplanados,vesículas y túbulos sinuosos que se extienden por todo el citoplasma y comunican con la membrana nuclear externa.

●Existen dos clases de retículo endoplasmático: R.E. rugoso (con ribosomas adheridos) y R.E. liso (libres de ribosomas asociados).

●Su función primordial es la síntesis de proteínas, la síntesis de lípidos constituyentes de membrana y la participación en procesos de detoxificación de la célula.

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Núcleo

Núcleo

•El núcleo es una estructura constituida por una doble membrana, denominada envoltura nuclear que rodea al ADN de la célula separándolo del citoplasma. El medio interno se denomina nucleoplasma y en él están sumergidas, más o menos condensadas, las fibras de ADN que se llaman cromatina y corpúsculos formados por ARN conocidos comonucléolos,

• La envoltura nuclear presenta una estructura basada en una doble membrana. Entre la membrana externa e interna .

•Las funciones de esta envoltura son: separar al citoplasma del nucleoplasma, y mantener separados los procesos metabólicos de ambos medios. Además regula el intercambio de sustancias a través de los poros y la lámina nuclear permite la unión con las fibras de ADN para formar los cromosomas de esa envoltura existe un espacio intermembranal, llamado espacio perinuclear.

Núcleo. Poros nucleares

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Ribosomas

•Están formados químicamente por varias proteínas asociadas a ARN ribosomico procedente del nucléolo.

• Su estructura es sencilla: dos subunidades (una mayor o otra menor) de diferente coeficiente de sedimentación.

•Su función es leer el ARN mensajero, con órdenes de ensamblar los aminoácidos que formarán la proteína. Son orgánulos sintetizadores de proteínas

RibosomasVolver

Aparato de Golgi

Aparato de Golgi

•Está formado por una estructura de sacos aplanados o cisternas (dictiosoma) acompañados de vesículas de secreción.

• Sus funciones son variadas:

Desempeña un papel organizador dentro de la célula, participa en el transporte, maduración, clasificación y distribución de proteínas, termina la glucosilación de lípidos y proteínas y sintetiza mucopolisacáridos de la matriz extracelular de células animales y sustancias como pectina, celulosa y hemicelulosa que forman la pared de las vegetales.

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Mitocondria

Mitocondria

•Las mitocondrias son orgánulos celulares que se encargan de la obtención de la energía mediante la respiración celular, proceso de oxidación en el que intervienen las ATP sintetasas. La energía obtenida se guarda en forma de ATP. Es un orgánulo común a células animales y vegetales.

•Poseen una doble membrana (externa e interna), separada por un espacio intermembranoso. La membrana interior se pliega y produce unas crestas mitocondriales. En el interior de la mitocondria existe un gel llamado matriz mitocondrial. En la membrana interna, en las crestas mitocondriales, se sitúan las ATP sintetasas. En su interior posee un cromosoma independiente de el que posee el núcleo celular.

Fisiología de la mitocondria

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Lisosoma

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•Los lisosomas son vesículas procedentes del aparato de Golgi que contienen enzimas digestivas como hidrolasas ácidas.

•Tienen una estructura muy sencilla, basada fundamentalmente en una membrana plasmática que almacena en su interior las proteínas. Su función consiste en realizar la digestión de la materia orgánica, rompiendo enlaces fosfoestéricos y liberando grupos fosfato con su enzima principal la fosfatasa ácida.

Vacuola

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•Las vacuolas son vesículas constituidas por una membrana plasmática en cuyo interior existe fundamentalmente agua. Cuando además de agua existen otras sustancias de forma predominante se llaman inclusiones.

•Sus funciones son: acumular agua aumentando el volumen de la célula sin aumentar el tamaño del citoplasma ni su salinidad; almacenar sustancias energéticas, tóxicas, venenos, sustancias de desecho, etc. Constituyen el medio de transporte de sustancias entre orgánulos del sistema endomembranoso. En células animales existen además vacuolas fagocíticas, pinnocíticas y pulsátiles.

Citoplasma

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■El citoplasma es el contenido celular entre la membrana plasmática y el núcleo.Está constituido por el citosol, el citoesqueleto y los orgánulos celulares.

■ El citosol (también llamado hialoplasma) es el medio interno del citoplasma. En él flotan el citoesqueleto y los ribosomas. Está formado por un 85% de agua con un gran contenido de sustancias dispersas en él de forma coloidal (prótidos, lípidos, glúcidos, ácidos nucleicos y nucleótidos así como sales disueltas. Entre sus funciones destacan la realización, gracias a los ribosomas y la síntesis de proteínas, con los aminoácidos disueltos en el citosol. Estas proteínas quedan en el citosol (enzimas, proteínas de reserva energética o proteínas que formarán el citoesqueleto). En él se produce una ingente cantidad de reacciones metabólicas importantes: glucólisis, gluconeogénesis, fermentación láctica, etc.

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Citoesqueleto

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El citoesqueleto aparece en todas las células eucariotas.La composición química es una red de fibras de proteína (microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos). Sus funciones son mantener la forma de la célula, formar pseudópodos, contraer las fibras musculares, transportar y organizar los orgánulos celulares.

Cilios y flagelos

Los flagelos y cilios son estructuras microtubulares, que se extienden hacia afuera en algunas células y funcionan para darles movimiento. 

Cuando una célula tiene cilios, su número es muy grande, mientras que una célula tiene pocos o un solo flagelo.

Los flagelos y cilios se flexionan para causar movimiento a la célula o a los alrededores.

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