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Organización Celular

 La célula como unidad estructural y funcional.           

 

Célula, unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organismo en un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas están formados por muchos millones de células organizadas en tejidos y órganos. Aunque los virus y los extractos acelulares realizan muchas de las funciones propias de la célula viva, carecen de vida independiente, capacidad de crecimiento y reproducción propios de las células y, por tanto, no se consideran seres vivos. La biología estudia las células en función de su constitución molecular y la forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano. Para poder comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen.

 

 

Caracteres generales de la células: forma, tamaño, color, etc.

 

Hay células de formas y tamaños muy variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una micra o µm (1 µm es igual a una millonésima de metro) de longitud. En el extremo opuesto se encuentran las células nerviosas, corpúsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden alcanzar varios metros de longitud (las del cuello de la jirafa constituyen un ejemplo espectacular). Casi todas las células vegetales tienen entre 20 y 30 µm de longitud, forma poligonal y pared celular rígida. Las células de los tejidos animales suelen ser compactas, de 10 a 20 µm de diámetro y con una membrana superficial deformable y casi siempre muy plegada.

Pese a las muchas diferencias de aspecto y función, todas las células están envueltas en una membrana —llamada membrana plasmática— que encierra una sustancia rica en agua llamada citoplasma. En el interior de las células tienen lugar numerosas reacciones químicas que les permiten crecer, producir energía y eliminar residuos. El conjunto de estas reacciones se llama metabolismo (término que proviene de una palabra griega que significa cambio). Todas las células contienen información hereditaria codificada en moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN); esta información dirige la actividad de la célula y asegura la reproducción y el paso de los caracteres a la descendencia. Estas y otras numerosas similitudes (entre ellas muchas moléculas idénticas o casi idénticas) demuestran que hay una relación evolutiva entre las células actuales y las primeras que aparecieron sobre la Tierra.

En cuanto a su color, originariamente las células son incoloras; cuando presentan color se debe a pigmentos incluidos en su estructura, como por ejemplo los glóbulos rojos que son amarillos por la hemoglobina, las células epidérmicas por la melanina, las células vegetales por la clorofila.  

Espacio extracelular.  

 El espacio extracelular está compuesto por sustancias fabricadas o no por las mismas células y excretadas por ellas.

Por ejemplo en el tejido epitelial, la sustancia extracelular es escasa o nula, puesto que las células están muy juntas, ya que sirven de revestimiento, protección y secreción.

En el tejido sanguíneo esta sustancia es líquida y abundante llamada plasma o linfa. En el conjuntivo es semilíquida, ya que las fibras que le dan elasticidad se localizan fuera de las células.

En el tejido cartilaginoso la sustancia extracelular es sólida, una red de células óseas se encuentra inmersa en un sólido material secretado por ellas  

 Organización celular.

 

Células vegetales y células animales: diferencias y analogías.

 

   Célula animalCélula vegetal  

Membrana plasmática                     

 presente    presente  
Núcleo     presente    presente  
Nucleolo   presente    presente  
Retículos  presente    presente  
Vacuolas    pequeñas   grandes  
Mitocondrias  presente   presente 
Cromosomas  presente   presente 
Centrosoma  presente      ausente  
Plástidos  ausentes   presentes  
Pared celular ausente    presente  
Plasmodesmos  ausentes   presentes  

                                                                                                                                                                                                                       


 
La estructura celular:

  Membrana celular (citoteca). Características. Estructura química: mosaico fluido. Funciones.

 La membrana celular es la capa más externa de la célula viva. Controla el paso de los materiales hacia el interior o el exterior de ella, En fechas recientes, S. J. Singer y G. L. Nicholson propusieron el modelo del mosaico fluido . Este propone una doble capa de fosfolípidos con sus extremos polares orientados hacia las superficies interna y externa y sus extremos hidrofóbicos dirigidos en yuxtaposición hacia el centro de la bicapa. Este modelo del mosaico fluido explica mejor la naturaleza dinámica de las proteínas de la membrana. Según este modelo, dichas proteínas pueden localizarse en la superficie exterior o en la interior de la bicapa lipídica (proteínas extrínsecas) o bien en la matriz fosfolípidica (proteínas intrínsecas); algunas están embebidas en la bicapa pero asoman hacia el exterior, el interior o ambos lados. Las estructuras primaria y terciaria de las proteínas son congruentes con la posición de éstas dentro de la membrana o sobre ella. En las proteínas intrínsecas predominan los aminoácidos hidrofílicos; por el contrario, las proteínas extrínsecas cuentan con residuos hidrofílicos que se unen al extremo polar de los fosfolípidos e interactúan con la solución acuosa circundante. Según este modelo, es posible cierta circulación lateral de los fosfolípidos y las proteínas.

    Mecanismo de transporte y recepción de membranas externas: fagocitosis y pinocitosis.

 La propiedad de fagocitosis determina la ingestión por la célula de partículas sólidas.

En los protozoos, la fagocitosis de las amebas: al toparse con el alimento , la ameba lo rodea emitiendo pseudópodos y lo ingiere cubriéndolo con parte de su membrana plasmatica, formando una vacuola digestiva, esta vacuola circula por el citoplasma y a ella se le suma un lisosoma con enzimas digestivas, quienes disuelven la partícula transformándola en sustancias simples que son transportadas fuera de la vacuola hacia el citoplasma. Los desechos que quedan dentro de la vacuola  ahora llamada excretora siguen dentro de ella hasta el momento que tocan con la membrana plasmatica y son expulsados al exterior, reventándose.

En los metazoos, las células blancas fagocitan sustancias extrañas eliminando posibles peligros para el organismo.

 La propiedad de pinocitosis, por la que, además de incorporar partículas sólidas, la célula incorpora vesículas líquidas; este modo de obrar determina que la membrana celular produzca un movimiento activo y potente que, donde la membrana produce una invaginación, donde las vesículas son rodeadas, y luego englobadas por los pliegues que en este movimiento produce el citoplasma. Una vez que penetran, las vesículas se trasladan por el citoplasma siguiendo el mismo proceso que en la fagocitosis. la pinocitosis es observable en el tejido conjuntivo. 

 

Organelos su estructura y funciones.

 MITOCONDRIAS

 Son uno de los orgánulos más conspicuos del citoplasma y se encuentran en casi todas las células eucarióticas. Observadas al microscopio, presentan una estructura característica: la mitocondria tiene forma alargada u oval de varias micras de longitud y está envuelta por dos membranas distintas, una externa y otra interna, muy replegada. Las mitocondrias son los orgánulos productores de energía. La célula necesita energía para crecer y multiplicarse, y las mitocondrias aportan casi toda esta energía realizando las últimas etapas de la descomposición de las moléculas de los alimentos. Estas etapas finales consisten en el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono, proceso llamado respiración, por su similitud con la respiración pulmonar. Sin mitocondrias, los animales y hongos no serían capaces de utilizar oxígeno para extraer toda la energía de los alimentos y mantener con ella el crecimiento y la capacidad de reproducirse. Los organismos llamados anaerobios viven en medios sin oxígeno, y todos ellos carecen de mitocondrias.

CLOROPLASTOS

Son orgánulos aún mayores y se encuentran en las células de plantas y algas, pero no en las de animales y hongos. Su estructura es aún más compleja que la mitocondrial: además de las dos membranas de la envoltura, tienen numerosos sacos internos (granum) formados por membrana que encierran el pigmento verde llamado clorofila. Desde el punto de vista de la vida terrestre, los cloroplastos desempeñan una función aún más esencial que la de las mitocondrias: en ellos ocurre la fotosíntesis; esta función consiste en utilizar la energía de la luz solar para activar la síntesis de moléculas de carbono pequeñas y ricas en energía, y va acompañado de liberación de oxígeno. Los cloroplastos producen tanto las moléculas nutritivas como el oxígeno que utilizan las mitocondrias.

 

Membranas interna

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

RUGOSO

Es una serie de conductos membranosos que atraviesan el citoplasma de la mayor parte de las células eucariotas. Forma una red ininterrumpida que se prolonga desde la membrana celular hasta la membrana nuclear. En algunas regiones de la célula se ve como una serie de discos o  sacos aplanados. En muchas partes de la célula, el RE está asociado con unos pequeños gránulos densos situados a lo largo del borde exterior de su membrana. Estas estructuras se denominan ribosomas y le dan aspecto rugoso a ciertas regiones del retículo, por lo que éste se conoce como retículo endoplasmático rugoso (RER) en estas regiones ( frecuentemente asociada con la síntesis de proteínas).

 

LISO

El REL no contiene ribosomas y se observa en regiones celulares que participan en la síntesis y el transporte de lípidos o en la destoxificación de una variedad de venenos.

 APARATO DE GOLGI 

Está formado por pilas de sacos aplanados envueltos en membrana; este aparato recibe las moléculas formadas en el retículo endoplasmático, las transforma y las dirige hacia distintos lugares de la célula.

 

LISOSOMAS

Son pequeños orgánulos de forma irregular que contienen reservas de enzimas necesarias para la digestión celular de numerosas moléculas indeseables.

PEROXISOMAS

Son vesículas pequeñas envueltas en membrana que proporcionan un sustrato delimitado para reacciones en las cuales se genera y degrada peróxido de hidrógeno, un compuesto reactivo que puede ser peligroso para la célula. Las membranas forman muchas otras vesículas pequeñas encargadas de transportar materiales entre orgánulos. En una célula animal típica, los orgánulos limitados por membrana pueden ocupar hasta la mitad del volumen celular total.

CILIOS Y FLAGELOS

Son estructuras piliformes ancladas por uno de sus extremos y capaces de ejecutar diversos movimientos con su extremo libre. Están forrados por una membrana contínua con la membrana celular. Gracias a sus movimientos coordinados, desempeñan un importante papel en la locomoción celular.

CENTRÍOLO

En muchas eucariotas el centríolo parece un par de varilla cilíndricas. Están situados justo encima de la membrana del núcleo y, dado que sus ejes longitudinales son perpendiculares entre sí, forman una cruz. Consta de nueve microtúbulos e intervienen probablemente en la formación del huso acromático, una estructura esencial en la mitosis y la meiosis.

VACUOLAS

Son regiones transparentes y bien definidas en el interior de la célula que contienen agua y materiales disueltos. Funcionan como depósito de líquidos y sales. Una de las peculiaridades más notables de las células de muchas plantas es una enorme vacuola central; dicha vacuola, al hincharse, ejerce presión contra la rígida pared celular, proporcionando así a la célula un alto grado de firmeza o turgencia.

PLÁSTIDOS

En casi todas las células vegetales se observa una variedad de diminutos sacos delimitados por membranas y que contienen pigmentos o bien almacenan almidón. Estos organelos se denominan plástidos. Los cloroplástos pertenecen a este grupo. Los plástidos se mueven pasivamente junto con el citoplasma, que fluye dentro de toda célula vegetal  

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