La célula

¡Bienvenidos un día más BioTubers! En la entrada de hoy vamos a conocer un montón de cosas a cerca de la célula, ¿quieres saber más? Continua leyendo... 

En primer lugar, ¿qué es una célula? Bien, la célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética más pequeña de los seres vivos y es capaz de obtener y asimilar nutrientes, eliminar residuos, sintetizar nuevos materiales para la célula y ser capaz de moverse y reproducirse. 

Toda célula esta compuesta de: 

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. 

 Un citoplasma, que es un medio hidrosalino y en él que están inmersos los orgánulos celulares imprescindibles para el correcto funcionamiento de la célula. 

Todas las células poseen información genética en unas macromoléculas esenciales (ADN y ARN), así como ribosomas implicados en la síntesis de proteínas. 

Una gran variedad de biomoléculas. (glúcidos, lípidos, proteínas...).

Se distinguen dos tipos de células , una procariota característica de bacterias y una eucariota , presente en animales , plantas , hongos , algas y protozoos.

La siguiente clasificación celular es dentro de las eucariotas, entre animales y vegetales. En esta imagen se puede observar un dibujo de ambas y las principales diferencias:

1.MEMBRANA PLASMÁTICA.

La membrana plasmática es el límite entre el medio externo extracelular y el intracelular. Tiene un grosor de 75 Å; no se puede observar con microscopio óptico pero si se puede con microscopios electrónicos. Esta compuesta por lípidos, proteínas y en menor proporción por glúcidos. 

Pueden atravesar diversas sustancias a través de la membrana; si 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.

En cuanto a 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.

Aquí adjunto un esquema en el cuál se explican todos los tipos de transporte de membrana: 

Existen tres tipos de uniones entre membranas plasmáticas de células animales:

•  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

• 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.

• 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 :

• Plasmodesmos : Son conexiones citoplasmáticas que atraviesan la pared celular entre células contiguas. 

• Punteaduras: la pared secundaria se interrumpe bruscamente y en la lámina media y pared primaria aparecen unas perforaciones que reciben el nombre de punteaduras. 

2.PARED CELULAR 

Aunque no sea un componente de todas las células, también es importante saber algo de ella. En primer lugar debemos conocer que es la pared celular. Pues bien, la pared celular es una gruesa cubierta situada sobre la superficie externa de la membrana que se encuentra en células vegetales, hongos y bacterias.Su función es dar rigidez a la célula e impedir que esta se rompa. Una diferencia entre la pared celular de procariotas y eucariotas , es que la de las eucariotas tiene microfibrillas de polisacáridos mientras que las procariotas carecen de ellas.

Distinguimos 3 tipos de Pared Celular ; la de células vegetales , la de hongos y la de bacterias.

Pared celular vegetal.

• Formada por fibras de celulosa unidas entre si por una matriz de polisacáridos y proteínas.  

• La propia célula secreta celulosa, que se dispone formando las siguientes capas:

• La láminilla media (más externa)  está formada principalmente de péctidos. 

• La pared primaria se forma a continuación (más interna que la lámina media). Está constituida principalmente por celulosa. 

• Pared secundaria. (cuando existe, es la más externa) Contiene una alta proporción de celulosa, lignina y/o suberina. Sirve de sostén a muchas plantas.

Pared celular de hongos.

•  Formada en un 80-90% de polisacáridos (glucano, quitina y manano son los más importantes).

•  La quitina es el componente más usual. 

• La pared es multilaminada y las laminillas están formadas por fibrillas diversamente orientadas.

• Tiene gran plasticidad que protege a la célula de diferentes tipos de estrés ambiental,

• Permite la interacción con el medio externo ya que algunas de sus proteínas son adhesivas y receptores. 

• Algunos de sus componentes tienen una alta capacidad inmunogénica.

Pared celular de bacterias.

•  Formada por una macromolécula compleja denominada peptidoglucano. 

• Constituye un auténtico exoesqueleto cuya misión es proteger a la célula procariota frente a fenómenos osmóticos desfavorables a la par que mantener su forma y rigidez características.

•  Algunas especies bacterianas presentan una envoltura lipídica adicional que rodea exteriormente a la pared celular (Gram-).

3.CITOPLASMA Y SUS ORGÁNULOS

Una vez hablado de la membrana y la pared celular , llegamos al citoplasma , la parte celular que se sitúa fuera del núcleo, en el cuál hay orgánulos rodeados por membranas, y el líquido intracelular, llamado hialoplasma o citosol. 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, etc. 

Orgánulos sin membrana

1.RIBOSOMAS

-Características:

~ Son pequeños Orgánulos sin membrana FX ARN y proteínas, presentes en todas las células.

~Dos su unidades: 40S y 60S. 80S en eucariotas.

~Contiene 80% H2O, 10% ARN y 10% proteínas.

~Se forman en el núcleo a través de los poros y pasan al citoplasma.

~Se distribuyen por el citoplasma o RER.

-Función:

~Intervienen de la síntesis de proteínas: el rijoso a se asocia a un ARN y lo traduce, al final de la síntesis el fibroso a se disocia.

4, 5 y 6: CITOESQUELETO, CILIOS, FLAGELOS Y CENTROSOMA.

A continuación adjuntaré un esquema hecho a mano con las características y funciones de estos orgánulos.

Orgánulos con membrana

7. RÉTICULO ENDOPLASMÁTICO : LISO Y RUGOSO 

Complejo sistema de membranas que forman sáculos y túbulos aplanados conectados entre sí y que delimitan un espacio interno denominado.

Se comunica con el aparato de Golgi y con la membrana nuclear externa.

Se diferencian 2 tipos:

Retículo endoplasmático rugoso:

~Características:

-Tiene ribosomas adheridos a su capa externa que se fijan por una proteína llamada Riboforina.

-No está en glóbulos rojos.

-Su membrana es menos espesa que la membrana plasmática y es más fluida.

~Función

1. Síntesis o modificación de proteínas: se sintetizan proteínas en los ribosomas, que son transportados a otros orgánulos.

2. Almacenamiento de proteínas: se almacenan lumen, tienen proteínas acompañantes que facilitan su plegamiento.

3. Sintetizan fosfolípidos que forman la membrana.

4. Sintetizan proteínas de secreción: algunas proteínas transportadas a otros orgánulos por vesículas.

Retículo Endoplasático Liso

~Características:

-No tiene ribosomas asociados

-muy escaso en células, pero está muy desarrollado en células musculares estriadas, hepatocitos y células intersticiales de ovarios y testículos.

~Función:

1. Síntesis de lípidos y derivados lipídicos se sintetizan todos los lípidos menos los ácidos grasos que se sintetizan en el citosol.

2. Almacenamiento de lípidos y transporte.

3. Desintoxicación.

4. Interviene en respuestas de la célula como por ejemplo la contracción muscular.

8.APARATO DE GOLGI

~Características:

-Complejo de sacos aplanados, delimitados por membranas, apilados en forma laxa y rodeados de vesículas.

-Centros de compartición y distribución de vesículas

-Se localizan al lado del núcleo.

~Función:

- Transporte de sustancias dentro de la célula

-Maduración: transforman sustancias por la acción de proteínas enzimáticas.

-Acumulación y secreción de proteínas.

-Glucosilación de lípidos y proteínas

-Síntesis de polisacáridos.

9.LISOSOMAS 

Adjunto esquema hecho a mano acerca de los lisosomas.

10. PEROXISOMAS

Adjunto esquema hecho a mano acerca de los peroxisomas.

Orgánulos transductores de energía 

11. MITOCONDRIAS 

Adjunto las notas Cornell hechas en clase sobre este orgánulo.

12. CLOROPLASTOS 

Adjunto las notas Cornell hechas en clase sobre este orgánulo.

4.NÚCLEO

 El núcleo es un cuerpo grande, y frecuentemente esférico, que contiene en su interior la información genética en forma de ADN y es donde se realiza la replicación del ADN y la síntesis de los ARN.

El núcleo varía en función del estado en el que está la célula a lo largo del ciclo celular:

• Interfase : Presenta su envoltura intacta y la cromatina desenrrollada. 

• Fase de división : 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.

El núcleo consta de varias partes : 

• 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...

• 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.

• 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 . Sus 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:

•  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

•  Eucromatina : se tiñe clara ,sí se descondensa durante la interfase y se expresa. 

A continuación adjunto un esquema hecho a mano sobre la cromatina.

• 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 : 

• Componente nucleolar 

• La zona granular, que corresponde a subunidades ribosomales en proceso de maduración. Suele estar en la periferia. Está formado por ARNr asociado a proteínas.

• La zona fibrilar. Generalmente, se encuentra en el interior. Está fromada por ARNn asociado a proteínas.

• Componente nuclear : puede encontrarse rodeando al nucléolo (cromatina perinucleolar) o dentro de éste (cromatina intranucleolar).

• 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:

• Cromátida 

• Centrómero 

• Telómero 

• Cinetocoros 

• Constricción secundaria 

• Satélites 

• Bandas 

A continuación un esquema general acerca del núcleo

ACTIVIDADES PROPUESTAS

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 : 

• Tienen una membrana plasmática con colesterol 

• Tienen un núcleo rodeado por una envoltura nuclear , y en su interior se encuentra el material genético 

• Un citoplasma compuesto por el cotizo y orgánicos celulares , que pueden ser membranosos , sin membrana o transductores de energía ; 

Sin membrana : 

• 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 . 

• 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 

• 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 :

• 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 . 

• 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 …

• 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.

• 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 

• 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 . 

• 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

• Ambas contienen material genético, es decir, ADN. 

• Tienen una membrana celular que las cubre.

• Tanto las células procariotas como eucariotas contienen ribosomas

• Contienen citoplasma en el interior de las células y un citoesqueleto. 

• 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

• 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 .

• Las células procariotas son más pequeñas que las eucariotas .

• Las células procariotas suelen ser unicelulares, mientras que las eucariotas pluricelulares.

• La membrana plasmática de las procariotas no tiene colesterol , mientras que las eucariotas si 

• Las procariotas tienen una pared celular rígida , y las eucariotas solo la tienen en caso de células vegetales 

• En las células procariotas, el el ADN es circular, en eucariotas, el ADN es lineal y se asocia a proteínas histonas

• En las células procariotas la membrana plasmática está compuesta de peptidoglicano o mureína. En el caso de las eucariotas, está formada por fosfolípidos.

• Los ribosomas de procariotas son 70s y los de eucariotas son 80s .

• 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.

• 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 

• Ambas son células eucariotas. 

• Ambas poseen membrana plasmática 

• Ambas tienen un citoplasma con orgánulos

• Ambas poseen ribosomas, RE , Aparato de Golgi 

• Ambas tienen un núcleo delimitado por una membrana con información genética en su interior 

Diferencias entre las células animales y vegetales

• 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. 

• 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

• La nutrición de las células vegetales es autógrafo , mientras que en las células animales es heterótrofa 

• 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.

• 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 .

• Las células animales poseen un orgánulo llamado centrosoma con centriolos , mientras que la vegetal no presenta centriolos 

• 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 .