MISIÓN 7
LA CÉLULA
¡Hey! Esta vez os traigo el tema de la CÉLULA. Es un tema muy extenso y sin duda interesante, así que muy atentos a todo.
Bueno para empezar, debemos saber:
¿Qué es una célula?
La célula es la unidad estructural, funcional y genética más pequeña de un ser vivo.
Cada célula es capaz de llevar acabo las siguientes funciones: obtener y asimilar nutrientes, eliminar residuos, sintetizar nuevos materiales para la célula y, ser capaz de moverse y reproducirse.
Todas las células están compuestas de:
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Una membrana plasmática que las separa y comunica con el exterior. Algunas células como las bacterias y las células vegetales poseen una pared celular que rodea a la membrana plasmática.
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Contienen un medio hidrosalino (medio acuoso y salino), el citoplasma, y en él que están inmersos los orgánulos celulares imprescindibles para el correcto funcionamiento de la célula.
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Todas las células poseen información genética en unas macromoléculas esenciales (ADN y ARN), así como ribosomas implicados en la síntesis de proteínas.
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Una gran variedad de biomoléculas. (glúcidos, lípidos, proteínas...)
Se distinguen dos tipos de células dependiendo del organismo al que pertenezca esta y en este esquema lo muestro con algunas de sus características y diferencias:
Como ya hemos comentado anteriormente, todas las células tienen una membrana plasmática , un citoplasma con orgánulos y un núcleo.
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MEMBRANA PLASMÁTICA.
¿Qué es?
La membrana plasmática es el límite entre el medio externo extracelular y el intracelular. Tiene un grosor aproximado de 75 Å. Esta compuesta por lípidos, proteínas y en menor proporción por glúcidos.
Aquí os dejo un esquema general de la membrana plasmática. Falta el transporte de membrana, el cual mostraré en otro esquema más adelante.
La membrana posee mecanismos para transportar físicamente moléculas, permitiendo que las células dejen pasar metabolitos necesarios para la síntesis de macromoléculas y libere los productos derivados del catabolismo y sustancias de secreción. Por lo tanto, se podría decir que se comporta como una barrera semipermeable, permitiendo el paso, mediante diversos mecanismos, de sustancias en contra o a favor de un gradiente de concentración osmótico o eléctrico.
-Si las moléculas son de bajo peso molecular podrán atravesar a través de transporte pasivo ( en contra de gradiente y sin gasto energético ) o a través de transporte activo ( en contra de gradiente y con gasto energético ) . En el caso de transporte pasivo se diferencian dos tipos ; difusión simple y difusión facilitada .
-Si las sustancias de elevado peso molecular pueden atravesar por endocitosis en el caso de que las sustancias entren o exocitosis si van a salir . Según la naturaleza y el tamaño de la sustancia se distinguen tres tipos de endocitosis ; fagocitosis , pinocitosis , y mediada por receptores .
2. ENLACES INTERCELULARES
Entre las células pueden producirse unos enlaces, y a estos se les llama enlaces intercelulares, los cuales se producen entre las membranas de las células.
Existen tres tipos de uniones entre membranas plasmáticas de células animales :
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Uniones íntimas o de oclusión.
-No dejan espacio intercelular (no permiten el paso de sustancias).
-Están formadas por moléculas proteicas transmembranosas que se disponen en hileras que sueldan las membranas plasmáticas entre sí y están reforzadas por proteínas filamentosas intracelulares
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Uniones adherentes o desmosomas
-Entre células de un tejido.
-Unen células, pero sin impedir el paso de sustancias por el espacio intercelular.
-Presentan dos estructuras discoidales llamadas placas, una en cada célula, unidas por proteínas transmembranosas.
- Hay varios tipos según la superficie de contacto que presenten:
- Desmosomas en banda: Forman una franja continua alrededor de las células.
- Desmosomas puntuales: Forman puntos de contacto entre las células vecinas.
- Hemidesmosomas: Unen la superficie basal de las células epiteliales con las del tejido conjuntivo subyacente.
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Uniones de comunicación o de tipo gap
-No dejan espacio intercelular, pero sí dejan un pequeño espacio de comunicación entre los citoplasmas de las dos células por medio de canales proteicos ( permiten el intercambio de moléculas.)
-Están formadas por dos conexiones, que constan de un tubo fino formado por seis proteínas transmembranosas que atraviesan la membrana plasmática y se unen a otra conexión de la célula contigua.
-Intervienen en la transmisión del impulso nervioso .
También existen uniones entre células vegetales , estas permiten la comunicación y el intercambio de sustancias :
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Plasmodesmos : Son conexiones citoplasmáticas que atraviesan la pared celular entre células contiguas.
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Punteaduras: la pared secundaria se interrumpe bruscamente y en la lámina media y pared primaria aparecen unas perforaciones que reciben el nombre de punteaduras.
3. MATRIZ EXTRACELULAR
Es propio de las células de los tejidos animales. Muy abundante en los tejidos conectivos como el conjuntivo y cartilaginoso.
Contiene fibras proteicas que le proporciona consistencia, elasticidad y resistencia a la célula y condiciona la forma, el desarrollo y proliferación de las mismas.
ESTRUCTURA
Compuesta por una sustancia fundamental amorfa que es una estructura gelatinosa de glucoproteínas hidratadas que contiene una fina red de fibras de proteínas de colágeno, elastina y fibronectina:
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El colágeno es una proteína filamentosa formada por 3 cadenas que forman una triple hélice. Proporciona resistencia a la ruptura, estructura y consistencia a la matriz.
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La elastina también es una proteína filamentosa que se comporta como una goma elástica en caso de tracción. Proporciona elasticidad a la matriz.
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La fibronectina es una glucoproteína que forma una red de filamentos con función adherente. Proporciona adhesión entre las células,y entre las células y las fibras de colágeno.
FUNCIÓN
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Sirve de nexo de unión y mantiene unidas las células que forman tejidos y los tejidos que forman órganos.
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Llena espacios intercelulares.
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Da consistencia a los tejidos y órganos
4. PARED CELULAR
La pared celular es una gruesa cubierta situada sobre la superficie externa de la membrana. Presente en células vegetales, hongos y bacterias.
Da forma y rigidez a la célula que impide su ruptura.
Distinguimos 3 tipos de Pared Celular ; la de células vegetales , la de hongos y la de bacterias:
1.Pared celular vegetal.
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Formada por fibras de celulosa unidas entre si por una matriz de polisacáridos y proteínas.
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La propia célula secreta celulosa, que se dispone formando las siguientes capas:
-La laminilla media (más externa) está formada principalmente de péctidos.
-La pared primaria (más interna que la lámina media). Está constituida principalmente por celulosa.
- La pared secundaria ( la más externa) Contiene una alta proporción de celulosa, lignina y/o suberina. Sirve de sostén a muchas plantas.
2. Pared celular de hongos.
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Formada en un 80-90% de polisacáridos (glucano, quitina y manano son los más importantes).
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La quitina es el polisacárido mas usual de encontrar.
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La pared es multilaminada y las laminillas están formadas por fibrillas diversamente orientadas.
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Tiene gran plasticidad que protege a la célula de diferentes tipos de estrés ambiental,
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Permite la interacción con el medio externo ya que algunas de sus proteínas son adhesivas y receptores.
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Algunos de sus componentes tienen una alta capacidad inmunogénica.
5. CITOPLASMA Y ORGÁNULOS
Hablamos de citoplasma para referirnos a la parte celular que se sitúa fuera del núcleo, y de nucleoplasma para la que ocupa el interior del mismo.
En el citoplasma hay orgánulos rodeados por membranas, y el líquido intracelular, que recibe el nombre de hialoplasma o citosol.
El citosol está formado por un 70-80% de agua, donde hay disueltas proteínas, muchas de ellas enzimas.Existen además cantidades variables de ARN, glúcidos, grasas y diferentes metabolitos. Esta composición varía constantemente según las necesidades de la célula.
En el citoplasma se producen muchas reacciones del metabolismo de los lípidos y de los glúcidos, sirve de almacén de reservas (glucógeno, almidón, grasas), contiene proteínas estructurales utilizadas para reconstruir membranas.
El citosol contiene una serie de componentes denominadas orgánulos.
CITOESQUELETO
¿Qué es?
El citoesqueleto es una red de filamentos proteicos con función esquelética que constituyen el “andamio interno “ de las células eucariotas.
Las células están en continuo movimiento y pueden cambiar de forma como las musculares, todos los movimientos se producen gracias a la colaboración de tres tipos de filamentos proteicos que constituyen el citoesqueleto y son: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios.
MICROTÚBULOS
Son los filamentos de mayor tamaño de la célula, existen sólo en las células eucariotas y no en las procariotas. Tienen forma de cilindro hueco y sus paredes están formadas por subunidades de la proteína tubulina .Estos dímeros de tubulina se unen y forman protofilamentos. Ejemplo: cilios, flagelos...
La función de los microtúbulos:
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Mantener la forma de la célula,
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Intervenir en el reparto de cromosomas durante la mitosis (gracias al huso acromático que se forma a partir de los microtúbulos),
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Realizar el movimiento de la célula (cilios, flagelos y microfilamentos de actina emiten pseudópodos),
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Servir de base para estructurar el citoesqueleto.
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Organizar la distribución interna de orgánulos.
MICROFILAMENTOS
Son los filamentos más finos y están formados por subunidades de la proteína actina. Están presentes sobre todo en las células musculares donde intervienen en la contracción junto con la miosina. Los microfilamentos están localizados debajo de la membrana.
FUNCIONES
1. Mantener la forma de la célula: Constituyen una red densa bajo la membrana plasmática llamada córtex que permite el mantenimiento de la forma celular.
2. Generar la emisión de pseudópodos. Deformaciones citoplasmáticas.
3. Generar y estabilizar las prolongaciones citoplasmáticas. Por ejemplo: microvellosidades de las células del epitelio intestinal. Son prolongaciones del citoplasma que se mantienen gracias a filamentos de actina asociados a otras proteínas.
4. Posibilitar el movimiento contráctil de las células musculares.
FILAMENTOS INTERMEDIOS
Tienen un grosor intermedio entre los dos anteriores. Constituidos por proteínas filamentosas.
Pueden ser de diferentes tipos. Los más representativos son:
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Neurofilamentos ( axón de neuronas)
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Filamentos de desmina ( c. Musculares)
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Filamentos de vimentina ( tej. Conjuntivo)
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Tonofilamentos o filamentos de queratina. Se encuentran en las células epiteliales, localizados especialmente en los desmosomas. Ej: uñas, piel, pelo.
Ejercen principalmente funciones estructurales pero no se conocen bien sus funciones. Forman estructuras estables que mantienen la forma de la célula.
ORGÁNULOS
En el citosol se encuentran una serie de sustancias y pequeños componentes denominados orgánulos. Aquí os dejo un esquema resumiendo todos ellos:
6. NÚCLEO
¿Qué es?
El núcleo es un cuerpo grande, frecuentemente esférico.
El núcleo varía en función del estado en el que está la célula a lo largo del ciclo celular:
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Interfase o fase de no división: Se observa el núcleo interfásico. Presenta su envoltura intacta y la cromatina desenrrollada. En esta fase la célula sintetiza muchas proteínas enzimáticas. Al final de este periodo tiene lugar la replicación o duplicación del ADN.
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Fase de división: Esta fase es de corta duración. La fibras de cromatina se condensan sobre sí mismas y dan lugar a los cromosomas. Desaparece la envoltura nuclear y los cromosomas quedan en el citoplasma. Comprende la división del núcleo (mitosis) y la división del citoplasma ( citocinesis).
PARTES DEL NÚCLEO
El núcleo consta de varias partes :
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Envoltura nuclear : constituida por dos membranas que son bicapas lipídicas. La membrana externa, tiene adosados ribosomas y está comunicada con el R.E.R. .La membrana interna tiene proteínas de membrana que sirven de anclaje para las proteínas que constituyen la lámina nuclear. Están separadas unos 20-40 nm formando el espacio intermembranoso y se fusionan creando pequeños poros nucleares por donde circulan los materiales entre el núcleo y el citoplasma.
Su función es separar nucleoplasma del citosol , regular intercambio de sustancias a través de los poros , participa en la distribución de las masas de cromatina en el nuevo núcleo...
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Nucleoplasma: es el medio interno del núcleo, también denominado carioplasma o matriz nuclear, tiene una composición química similar a la del citosol , y en el se hallan suspendidos los restantes componentes del núcleo.En el nucleoplasma se producen la síntesis y el empaquetamiento de los ácido nucleicos y de nucleótidos de ARN y ADN.
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Cromatina: es una sustancia de aspecto fibroso que se encuentra dispersa por todo el nucleoplasma. Se compone de ADN y unas proteínas , histonas. Es el componente principal del núcleo: en ella se encuentra almacenada la información genética .La cromatina está constituida básicamente por la denominada fibra de 100 Å y cuando la fibra de 100 Å se asocia a un quinto tipo de histona se produce un acortamiento y condensación de la cromatina y se forma la fibra de 300 Å . Su función, proporcionar información genética en la transcripción y, conservar y transmitir la información genética contenida en el ADN. Para ello se produce la duplicación del ADN .
Se distinguen dos tipos de cromatina:
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Heterocromatina : cromatina condensada , se tiñe oscura , NO se expresa
-Heterocromatina constitutiva: se mantiene condensada en todas las células del organismo.
-Heterocromatina facultativa: condensada solo en algunas células
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Eucromatina : se tiñe clara ,sí se descondensa durante la interfase y se expresa.
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Nucléolo : es un corpúsculo esférico, denso, carente de membrana y de aspecto granular, con alto contenido en ARN y proteínas . El nucléolo desaparece en la profase de la mitosis. Su función es sintetizar todos los ARNr excepto el 5s y formar las subunidades de los ribosomas Tiene 2 componentes :
1. Componente nucleolar.
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La zona granular, que corresponde a subunidades ribosomales en proceso de maduración. Suele estar en la periferia. Está formado por ARNr asociado a proteínas.
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La zona fibrilar. Generalmente, se encuentra en el interior. Está fromada por ARNn asociado a proteínas.
2. Componente nuclear.
Puede encontrarse rodeando al nucléolo (cromatina perinucleolar) o dentro de éste (cromatina intranucleolar).
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Cromosomas : Son estructuras con forma de bastoncillo que aparecen durante la división del núcleo . Están constituidos por ADN e histonas. Cada fibra de cromatina constituye un cromosoma. Su función básica es facilitar el reparto de la información genética contenida en el ADN de la célula madre entre sus dos células hijas. Constituyen la máxima compactación de la cromatina ( 300 A) .
En los cromosomas condensados se pueden distinguir varios elementos: ( estarán más explicados en el esquema que pondré a continuación )
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Cromátida
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Centrómero
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Telómero
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Cinetocoros
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Constricción secundaria
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Satélites
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Bandas
CUESTIONES DE LA CÉLULA
1.¿Por qué se dice que la membrana plasmática tiene estructura de mosaico fluido?
Se considera a la membrana como un mosaico fluido ya que la bicapa lipídica es el cementante (como si fuera la base) y las proteínas están incrustadas en ella, interaccionado entre ellas y con los lípidos, presentando un movimiento lateral con algunas limitaciones. Las proteínas integrales están dispuestas en mosaico.Por otro lado la distribución de los componentes químicos de la célula es asimétrica . Y tiene una permeabilidad selectiva que permite la salida de catabolitos y sustancias sintetizadas y la entrada de moléculas necesarias para su integridad metabólica.
2 .¿Qué tipo de células contendrá mayor número de ribosomas: una que almacena grasa
u otra que almacena nuevas células, como las epidérmicas?
El número de ribosomas en cada célula es variable en función de la cantidad de proteínas que se tienen que formar. En las células que están fabricando proteínas citoplasmáticas para reconstrucción de su propia membrana, los ribosomas se distribuyen en todo el citoplasma. Sin embargo en las células que están elaborando nuevo material de membrana o proteínas se encuentran gran cantidad de ribosomas adheridos al RE rugoso, y también en el citoplasma en grupos de 5 o 6 denominados polirribosomas. Por lo tanto una célula que almacena células nuevas tendrá mayor número de ribosomas ya que se generará nuevo material y tendrá que sintetizar un mayor número de ribosomas para poder sintetizar las protetínas
3. ¿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 , se trata de una célula fundamentalmente secretora de proteínas , y estas se han tenido que sintetizar en los ribosomas de la cara externa del RER , sin embargo el REL no tiene ribosomas asociados por lo que no podrá sintetizar proteínas , además es muy escaso en las células y está muy desarrollado en células musculares estriadas , hepatocitos y células intersticiales de ovarios y testículos .
4. ¿ El hialoplasma y el citoplasma constituyen la misma estructura ?
El citoplasma es la parte celular que se sitúa fuera del núcleo en el hay orgánulos rodeados por membranas, y el líquido intracelular, que recibe el nombre de hialoplasma , por lo tanto el citoplasma es el conjunto de orgánulos y el hialoplasma . El hialoplasma solo , se refiere al líquido acuoso intracelular . En definitiva si que corresponden a la misma estructura ya que el hialoplasma constituye una de las partes del citoplasma .
5.La célula eucariótica: señale las principales estructuras y orgánulos celulares, qué
características tiene cada uno y qué función desempeñan.
Las céulas eucariotas pueden ser animal y vegetal , y presentan las siguientes caráctersticas :
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Tienen una membrana plasmática con colesterol
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Tienen un núcleo rodeado por una envoltura nuclear , y en su interior se encuentra el material genético
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Un citoplasma compuesto por el citosol y orgánulos, que pueden ser membranosos , sin membrana o transductores de energía ;
Sin membrana :
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RIBOSOMAS : orgánulos diminutos presentes en todas las células , formados por ARNr y proteínas , no tiene membrana y constan de dos subunidades una de 40s y otra de 60s , que se combinan y forman un ribosoma 80s ( eucariotas ). Su función es la síntesis de prometínas .
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CITOESQUELETO: es un entramado denso de haces de fibras proteicas que se constituye a partir de 3 tipos de filamentos proteicos ; microtúnulos , filamentos intermedios y microfilamentos. Su función es básicamente esquelética ,ya que constituye el “andamio interno” de células eucariotas
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CENTRIOLOS : son las estrucuturas que constituyen el diploma de un centrosoma , están presentes únicamente en células animales y su función es el reparto de la información genética en la división celular y la regulación del movimiento de cilios y flagelos .
Con membrana :
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RETICULO ENDOPLASMÁTICO : es un sistema complejo de membranas que forman sácalos y túmulos aplanados y conectado entre sí y que delimitan un espacio interno denominado lumen . Hay dos tipos :
-RER ( rugoso ) : que tiene ribosomas adheridos a su cara externa que se fijan gracias a la proteína riboforina . Su función es la síntesis y almacenamiento de proteínas , aunque también sintetizan fosfolípidos .
-REL ( liso ) : no tiene ribosomas asociados y su función es la síntesis , almacenamiento y transporte de lípidos , aunque también interviene en la desintoxicación de productos tóxicos y en respuestas de la célula .
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APARATO DE GOLGI : es un complejo de sacos aplanados que no están conectados entre sí y están rodeados de vesículas , está formado por dictiosomas , se localizan al lado del núcleo y sirven como centros de compactación y distribución de vesículas , tienen polaridad , ya que presentan una cara cis y una trans ( convexa y cóncava ) . Tiene varias funciones , entre ellas , el transporte de sustancias dentro de la célula , acumulación y secreción de proteínas , síntesis de polisacáridos …
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LISOSOMAS : son pequeñas vesículas formadas por ácidos grasos que contienen una gran cantidad de enzimas hidrolíticas , enzimas que se forman en el RER y pasan al aparato de Golgi donde se activan . Su función es participar activamente en procesos de digestión celular . Que puede ser extracelular e intracelular.
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VACUOLAS Y VESÍCULAS : orgánulo membranoso que se forma a partir del RE , del aparato de Golgi y de invaginaciones de la membrana . En células vegetales son características las vacuolas , que suele haber una grande y cuya función sirve de mantenimiento de la turgencia celular y también sirven de almacén de reserva para iones ,glúcidos , aminoácidos , proteínas , pigmentos … . En cambio , cuando se trata de células animales se denominan vesículas y son más pequeñas , y su función es el almacenamiento temporal y transporte de sustancias .
Transductores de energía
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MITOCONDRIAS : orgánulo ovalado formado por dos membranas , una externa lisa u una interna plegada formando crestas , entre ambas membranas se sitúa el espacio intermembrana , y el espacio entre crestas se denomina matriz . Su función es obtener energía a través de la respiración celular .
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CLOROPLASTOS : tipo de plastos presentes en células vegetales , que presentan un color verde debido a la clorofila , al igual que las mitocondria presentan una doble membrana , en su interior se sitúan las grana , que son un conjunto de tilacoides , la matriz del cloroplasto se denomina estroma.Su función es realizar la fotosíntesis , mediante dos fases una dependiente de la luz , denominada la fase lumínica y otra oscura que no depende de la luz .
6. Explique las diferencias y semejanzas entre la célula procariota y la célula eucariota.
Semejanzas entre las células procariotas y eucariotas
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Ambas contienen material genético, es decir, ADN.
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Tienen una membrana celular que las cubre.
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Tanto las células procariotas como eucariotas contienen ribosomas
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Contienen citoplasma en el interior de las células y un citoesqueleto.
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Ambas clases de células tienen una bicapa lipídica, conocida como membrana plasmática, que forma el límite entre el lado interno y externo de la célula.
Diferencias entre células procariotas y eucariotas
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Las células eucariotas tienen un núcleo rodeado de una envoltura nuclear , y en su interior se encuentra el ADN , las procariotas no tienen núcleo , sino nucleoide ya que no esta delimitado por ninguna membrana y contiene ADN y plásmidos dispersos por el citoplasma .
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Las células procariotas son más pequeñas que las eucariotas .
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Las células procariotas suelen ser unicelulares, mientras que las eucariotas pluricelulares.
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La membrana plasmática de las procariotas no tiene colesterol , mientras que las eucariotas si
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Las procariotas tienen una pared celular rígida , y las eucariotas solo la tienen en caso de células vegetales
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En las células procariotas, el el ADN es circular, en eucariotas, el ADN es lineal y se asocia a proteínas histonas
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En las células procariotas la membrana plasmática está compuesta de peptidoglicano o mureína. En el caso de las eucariotas, está formada por fosfolípidos.
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Los ribosomas de procariotas son 70s y los de eucariotas son 80s .
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La reproducción en las células procariotas ocurre por reproducción asexual, por fisión binaria. En cambio, en las células eucariotas la reproducción ocurre por mitosis y meiosis.
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Las células procariotas son las bacterias, mientras que las células eucariotas forman parte de los animales, las plantas, los hongos, los protozoos y las algas.
7. Explique las semejanzas y diferencias entre las células animales y vegetales.
Semejanzas entre las células animales y vegetales
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Ambas son células eucariotas.
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Ambas poseen membrana plasmática
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Ambas tienen un citoplasma con orgánulos
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Ambas poseen ribosomas, RE , Aparato de Golgi
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Ambas tienen un núcleo delimitado por una membrana con información genética en su interior
Diferencias entre las células animales y vegetales
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Las células vegetales poseen una pared celular por fuera de la membrana plasmática. Esta pared les confiere una gran rigidez y está compuesta por celulosa, lignina, entre otros componentes. Las células animales no poseen esta pared celular.
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La célula vegetal posee cloroplastos en su interior. Estos cloroplastos contienen pigmentos como la clorofila que permiten el proceso de la fotosíntesis.La animal no contiene plastos
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La nutrición de las células vegetales es autógrafo , mientras que en las células animales es heterótrofa
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En la fotosíntesis, la célula vegetal es capaz de transformar en energía química la energía solar o luminosa.Gracias a sus orgánulos traductores de energía que son los cloroplastos ,en las células animales, la energía es proporcionada por las mitocondrias.
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Las células vegetales poseen su citoplasma ocupado por grandes vacuolas en un 90% de su espacio, incluso a veces como una única vacuola de gran tamaño. Mientras que las células animales poseen vacuolas, pero de pequeño tamaño y se denominan vesículas .
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Las células animales poseen un orgánulo llamado centrosoma con centriolos , mientras que la vegetal no presenta centriolos
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Las células vegetales suelen presentar una forma prismática mientras que las células animales pueden tener formas variadas .
8. ¿Qué diferencia hay entre los ribosomas de una célula procariota y otra eucariota?
Los ribosomas de una célula procariota son 70s ya que están formados por una subsidiad mayor de 50s y una subsidiad menos de 30s , en cambio las células eucariotas presentan rizomas 80s , ya que sus dos subunidades mayor y menor respectivamente , son de 60s y 40s .