Profesor: N. Tomás Atauje Calderón
Repaso de Biología
Quinto Año 2015
Célula Mínima porción de materia
viva, capaz de realizar metabolismo, crecer y reproducirse.
Unidad morfológica, fisiológica y genética de todos los seres vivos.
Todos los seres vivos están
formados por células y esto es debido a que todos provienen de un ancestro común (el cual fue un ser unicelular).
Características de la célula Todas las células presentan ciertas características en común a pesar de
sus diferencias; entre ellas tenemos: Estado coloidal; tamaño microscópico; citoplasma con ribosomas; presencia de los dos ácidos nucleicos y producción de ATP.
Constitución física coloidal: Son sistemas heterogéneos constituidos
por biomoléculas orgánicas e inorgánicas distribuidas en dos fases: Dispersa (proteínas y agregados moleculares hidratados o unidas a agua ligada) y dispersante (agua libre).
Tamaño microscópico: Tamaño menor a las 100 micras, visibles al
microscopio. Forma funcional: Varía según su función; además puede verse
relacionada a la presión que ejercen las células vecinas, la presión osmótica y el citoesqueleto.
Clasificación de las células Se clasifican según su organización estructural; encontramos dos tipos:
Célula procariota: “Células sin núcleo”.
El material genético es un cromosoma que se localiza disperso en una región citoplasmática denominada nucleoide. Se trata de una molécula de ADN circular carente de proteínas histonas.
No posee citoesqueleto ni organelas membranosas. Solo posee ribosomas 70S para elaborar proteínas.
Célula eucariota: “Células con núcleo”.
Su ADN se asocia a proteínas básicas llamadas histonas, constituyendo la cromatina. La cromatina, el nucléolo, el carioplasma y la carioteca constituyen el núcleo celular.
Posee citoesqueleto, organelas membranosas, sistema de endomembranas y ribosomas 80S.
Célula procariota
Células eucariotas
Estructura de la Célula Eucariota Se pueden diferenciar 4 regiones en una célula típica:
Matriz extracelular; membrana plasmática; Citoplasma y Núcleo.
Matriz extracelular:
A veces no es considerada como una región de la célula.
Está constituida por una gran variedad de sustancias secretadas por las células.
En el caso de las plantas, hongos y algas se conoce como pared celular.
Pared celular La pared celular de las plantas está formada por capas. La capa más externa es delgada y se conoce como pared
primaria; está compuesta de hemicelulosa. La capa interna es más gruesa y se conoce como pared
secundaria; está compuesta principalmente de celulosa. También se puede diferenciar una capa delgada que se
conoce como laminilla media; ésta une (pega) las células vegetales adyacentes.
La mayoría de células vegetales están conectadas entre sí
mediante canales tubulares conocidos como plasmodesmos.
Pared celular Algunas células vegetales producen lignina; la cual se
impregna primero a la laminilla media, luego a la pared primaria y posteriormente a la pared secundaria. Es en la pared secundaria donde la lignificación aumenta la firmeza, dureza y resistencia de la pared celular; lo que provoca la muerte de la célula. A esta acumulación de lignina se le suele denominar como pared terciaria.
La pared celular de los hongos posee quitina y la de las
algas posee celulosa. *La matriz extracelular de algunos protozoarios está compuesta de
secreciones proteicas impregnadas de sales minerales; y en el caso de los animales es de glucoproteínas.
Pared celular
Membrana plasmática También llamada Membrana citoplasmática o
Plasmalema.
Envuelve al citoplasma; tiene una estructura lipoproteica, permeable y selectiva.
Está constituida por una doble capa de fosfolípidos que tiene proteínas asociadas, las cuales pueden estar sumergidas (integrales o intrínsecas) o solo presentes en la superficie (periféricas o extrínsecas).
La cara externa presenta glúcidos asociados tanto a proteínas como a lípidos, mientras que la cara interna no; por eso se dice que la membrana es asimétrica.
Membrana plasmática La membrana es semilíquida y permite el movimiento lateral de
las proteínas, por eso decimos que la membrana es fluida. Esta fluidez es gracias a la presencia de ácidos grasos poliinsaturados dentro de los fosfolípidos y glucolípidos.
Los esteroides mantienen la fluidez aún frente a los cambios de temperatura.
Glucocálix: Se llama así al conjunto de moléculas de glúcidos y péptidos que se proyectan sobre la membrana y forman parte de ella. Entre sus funciones tenemos: Adhesión entre células o entre una célula y un sustrato orgánico.
Moléculas de identidad celular (antígenos).
Moléculas receptoras en la superficie celular.
Membrana plasmática
Funciones de la membrana Compartimentalización: Separa el medio intracelular del
extracelular. Transporte: Permite el intercambio de materiales con el medio
extracelular. Comunicación intercelular: Algunas proteínas funcionan
como receptores o mensajeros intercelulares. Reconocimiento celular: Algunas proteínas de membrana
participan como moléculas que reconocen la superficie de otras células.
Uniones intercelulares: Mediante nexos o uniones estrechas.
Transporte transmembrana También conocido como intercambio de materiales.
Las células van a tomar nutrientes de su medio externo y además van a eliminar desechos y otros productos.
El intercambio de materiales se da de dos formas:
Transporte pasivo: Cuando se realiza sin gasto de ATP.
Transporte activo: Cuando se realiza gastando ATP.
Transporte pasivo Se da de acuerdo al proceso de difusión. El movimiento de
concentración, a favor de la gradiente, no gasta ATP. Podemos encontrar dos tipos: Difusión simple: Difusión de moléculas pequeñas. La difusión de agua se llama Ósmosis. La difusión de iones se da
a través de canales proteicos y se denomina Diálisis. La difusión de gases se da a través de la zona lipídica.
Difusión facilitada: Cuando participan transportadores
proteicos. Por difusión facilitada, ingresan a la célula, monosacáridos y
aminoácidos; en algunas células la glucosa ingresa junto con el sodio (cotransporte).
Soluciones y efectos sobre la célula La concentración de solutos (sales) en el medio extracelular
puede variar respecto al medio intracelular; de esta manera podemos decir que las soluciones a las que pueden estar expuestas la células, pueden ser de 3 tipos distintos:
Solución hipotónica: Contiene menor concentración de
solutos que el interior de la célula; ocasiona el ingreso de agua a la célula.
Solución isotónica: Contiene la misma concentración de
solutos que el interior de la célula. Solución hipertónica: Contiene un mayor concentración de
solutos que el interior de la célula; provoca la salida (pérdida) de agua de la célula.
Transporte activo Se realiza con gasto de energía (ATP). El movimiento de una
zona de menor concentración a una zona de mayor concentración suele implicar la modificación de la membrana celular y la formación de vesículas.
Podemos encontrar dos tipos: Transporte por bombas y transporte en masa.
Transporte por bombas: Acoplan el transporte de solutos
contra gradiente generando energía libre; hidrolizan el ATP para obtener ADP y fosfato libre. Tienen uno o más sitios para fijar el ATP en la cara citosólica de la membrana.
Pueden transportar una o varias sustancias a la vez, incluso en sentidos opuestos; tal es el caso de la Bomba Sodio-Potasio que transporta 5 iones; 3 iones de sodio y 2 de potasio en direcciones opuestas.
Bomba Sodio-Potasio
Transporte activo Transporte en masa: Cuando las sustancias resultan
muy grandes para penetrar o salir a través de la membrana, son movilizadas mediante la modificación de la forma de la célula y un gasto de ATP.
Encontramos dos tipos: Endocitosis y Exocitosis.
Endocitosis: Incorporación de materiales en masa.
Fagocitosis: Ingreso de material sólido.
Pinocitosis: Ingreso de material líquido.
Mediada por receptores: Solo ingresa la sustancia para la cual existe un receptor de membrana específico.
Endocitosis
Endocitosis
Transporte activo Exocitosis: Proceso de eliminación en masa.
Egestión: Sustancias no digeridas por los lisosomas (defecación celular).
Secreción: Productos anabólicos que cumplen funciones fuera de la célula.
Transcitosis: Cuando una sustancia atraviesa el citoplasma celular de un lado al otro.
Exocitosis
Citoplasma Región intracelular con la mayor actividad biológica.
Se extiende entre el núcleo y la membrana citoplasmática.
Puede presentar acumulaciones de materiales orgánicos e inorgánicos llamados inclusiones; entre ellos tenemos los gránulos de almidón y los cristales de oxalacetato de calcio.
En el citoplasma se pueden diferenciar 4 zonas: Matriz citoplasmática, sistema de endomembranas, organoides y organelas.
Matriz citoplasmática Componente fluido que rodea a los orgánulos celulares; también
se le conoce como hialoplasma o citosol. En el citosol se realiza la mayoría de reacciones metabólicas,
incluida la traducción de ARN mensajero y la glucólisis. La matriz citoplasmática contiene microtúbulos y
microfilamentos los cuales constituyen el esqueleto celular o citoesqueleto.
El citoesqueleto posee 3 tipos de filamentos: Microtúbulos; formados por proteínas tubulinas. Participan en la
formación de centriolos, cilios y flagelos. Filamentos intermedios; formados por varias proteínas.
Participan en la estructura de la célula y dan soporte a las organelas. Microfilamentos; formados por proteínas actinas. Participan en la
fagocitosis, exocitosis y citocinesis.
Citoesqueleto
Organelas En el citoplasma de una célula se pueden encontrar los
orgánulos u organelas, los cuales se pueden diferenciar en tres grupos: Sistema de endomembranas: Comprende a las organelas que
presentan membranas plasmáticas conectadas al núcleo. Solo se presentan en las células eucariotas.
Organelas membranosas u Organelas propiamente dichas: Estructuras delimitadas por membranas. Solo se presentan en células eucariotas.
Organelas no membranosas u Organoides: Asociaciones supramoleculares que carecen de membranas. Se pueden presentar en las células procariotas y eucariotas.
Sistema de endomembranas Formado por conductos y cisternas delimitadas por
membranas y que se encuentran interconectadas. A este sistema pertenecen la carioteca, el retículo
endoplasmático y el aparato de Golgi. Carioteca: Envoltura nuclear; está formada por sacos
aplanados formados por una doble membrana que rodean el contenido celular.
Presenta poros que permiten la transferencia de moléculas entre el núcleo y la matriz citoplasmática.
En la membrana externa existen ribosomas adheridos a su superficie; por lo cual posee la capacidad de sintetizar proteínas.
Carioteca
Sistema de endomembranas Retículo endoplasmático: Se presenta como una red de
túbulos y vesículas aplanadas y redondeadas, que se comunican entre sí y con la carioteca.
Delimita espacios (compartimentalización) donde se pueden almacenar y distribuir sustancias dentro de la célula. Además sirve como soporte mecánico del citoplasma e interviene en la reconstrucción de la membrana nuclear.
Comprende dos partes diferenciadas: Retículo endoplasmático rugoso (RER): También llamado retículo
endoplasmático granular. Presenta ribosomas adheridos a su superficie externa; sintetiza proteínas de exportación.
Retículo endoplasmático liso (REL): También llamado retículo endoplasmático agranular. No presenta ribosomas en su superficie; participa en la síntesis de lípidos (esteroles).
Retículo endoplasmático
Sistema de endomembranas Aparato de Golgi: Formado por un conjunto de 5 a 8 sacos o
cisternas aplanadas. Estos sacos son suministrados permanentemente por el retículo endoplasmático hacia la parte interna o próxima del aparato de Golgi; ya que las cisternas desprenden vesículas.
El aparato de Golgi es abundante en las células secretoras de enzimas, de algunas hormonas y de anticuerpos (en células plasmáticas).
Tiene las siguientes funciones:
Secreción: Secreta las proteínas formadas en el RER luego de asociarlas a carbohidratos.
Glucosilación: Unión de glúcidos a proteínas o lípidos. Biogénesis de lisosomas: Algunas vesículas que se han desprendido,
quedaran en el medio intracelular y formarán los lisosomas. Síntesis de polisacáridos: Celulosa para formar la pared celular. Formación del acrosoma en espermatozoides.
Aparato de Golgi
Organelas membranosas Se caracterizan por estar delimitadas mediante membranas
lipoproteicas y cumplir funciones vitales. Aquí encontramos a los plastidios, las mitocondrias, las vacuolas y los citosomas.
Plastidios: Son organelas que presentan doble membrana; un
fluido interno denominado estroma y sacos membranosos llamados tilacoides. Pueden almacenar moléculas orgánicas y pigmentos; gracias los cuales pueden realizar la fotosíntesis. Además van a presentar ADN circular y ribosomas en su interior.
Mitocondrias: Son organelas formadas por doble membrana,
siendo la membrana interna más grande y presentando crestas. Se encargan de la producción de energía y presentan ADN circular, así como algunos ribosomas (55S).
Organelas membranosas Vacuolas: Organelas que almacenan agua y diversos solutos
(pigmentos, alcaloides, sales, aceites). Las células vegetales poseen vacuolas gigantes que ejercen presión sobre la pared celular, contribuyendo al soporte de la célula.
En los protistas de agua dulce, las vacuolas (contráctiles) les sirven para eliminar el exceso de agua del citoplasma.
Citosomas: Se caracterizan por contener enzimas y están
delimitadas por una membrana. Se clasifican en: Lisosomas: Organelas vesiculares originadas del aparato de Golgi.
Contienen enzimas hidrolíticas o digestivas y su función principal es la digestión celular.
Peroxisomas: Organelas vesiculares en las cuales se forman y degradan los peróxidos.
Glioxisomas: Organelas vesiculares típicas de las células vegetales; sus enzimas convierten los lípidos en glúcidos y con ello se obtiene energía.
Vacuolas y Lisosomas
Organelas no membranosas Asociaciones supramoleculares que carecen de membrana y
presentan una forma definida. Aquí encontramos a los ribosomas, centrosomas, cilios y flagelos. Ribosomas: Llevan a cabo la síntesis de proteínas a partir de la
información genética. Están formados por dos subunidades, ambas constituidas por
proteínas y ARN ribosómico, que fueron ensambladas en el nucléolo. Los ribosomas de las células procariotas (70S) están formados por subunidades 30S y 50S; mientras que en las células eucariotas (80S), las subunidades son 40S y 60S.
Al realizar la síntesis de proteínas, se asocian al ARN mensajero y forman los polisomas; los cuales se pueden encontrar en la matriz citoplasmática, en la membrana del RER, en el estroma de los cloroplastos y en la matriz de la mitocondrias.
Organelas no membranosas Centrosomas: Son asociaciones proteicas constituidas por dos
cilindros huecos llamados centríolos que están rodeados por una masa proteica (centrósfera), de la cual se forman las proyecciones de microtúbulos que originan el áster.
Cada centríolo está formado por nueve tripletes de microtúbulos.
Los centrosomas forman el huso acromático durante la división celular en las células de animales, algunos protozoos y plantas inferiores (musgos y helechos).
Cilios y Flagelos: Presentan dos partes: Cinetosoma (cuerpo basal); con estructura similar a un centríolo.
Axonema; formado por nueve pares de microtúbulos periféricos y dos microtúbulos en el centro.
Son organelas que participan en la locomoción celular.
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