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Célula eucariota
Se denomina eucariotas a todas las células que tienen su material
hereditario fundamental (su información genética) encerrado dentro de una
doble membrana, la envoltura nuclear, que delimita un núcleo celular.
Igualmente estas células vienen a ser microscópicas pero de tamaño grande
y variado comparado con las otras células.La alternativa a la organización
eucariótica de la célula la ofrece la llamada célula procariota. En estas
células el material hereditario se encuentra dentro de diferentes
compartimientos llamados orgánulos, en el seno del citoplasma. Las células
eucariotas no cuentan con un compartimiento alrededor de la membrana
plasmática (periplasma), como el que tienen las células procariotas.A los
organismos formados por células eucariotas se les denomina eucariontes.El
paso de procariotas a eucariotas significó el gran salto en complejidad de la
vida y uno de los más importantes de su evolución.1 Sin este paso, sin la
complejidad que adquirieron las células eucariotas no habrían sido posibles
ulteriores pasos como la aparición de los pluricelulares. La vida,
probablemente, se habría limitado a constituirse en un conglomerado de
bacterias. De hecho, los cuatro reinos restantes procedemos de ese salto
cualitativo. El éxito de estas células eucariotas posibilitó las posteriores
radiaciones adaptativas de la vida que han desembocado en la gran
variedad de especies que existe en la actualidad.
Organización
Las células eucariotas presentan un citoplasma muy compartimentado, con
orgánulos (membranosos) separados o interconectados, limitados por
membranas biológicas que son de la misma naturaleza esencial que la
membrana plasmática. El núcleo es solamente el más notable y
característico de los compartimentos en que se divide el protoplasma, es
decir, la parte activa de la célula. En el protoplasma distinguimos tres
componentes principales, a saber, la membrana plasmática, el núcleo y el
citoplasma, constituido por todo lo demás. Las células eucariotas están
dotadas en su citoplasma de un citoesqueleto complejo, muy estructurado y
dinámico, formado por microtúbulos y diversos filamentos proteicos. Además
puede haber pared celular, que es lo típico de plantas, hongos y protistas
pluricelulares, o algún otro tipo de recubrimiento externo al protoplasma.
Fisiología
Las células eucariotas contienen en principio mitocondrias, orgánulos que
habrían adquirido por endosimbiosis de ciertas bacterias primitivas, lo que
les dota de la capacidad de desarrollar un metabolismo aerobio. Sin
embargo, en algunos eucariotas del reino protistas las mitocondrias han
desaparecido secundariamente en el curso de la evolución, en general
derivando a otros orgánulos, como los hidrogenosomas.
Algunos eucariontes realizan la fotosíntesis, gracias a la presencia en su
citoplasma de orgánulos llamados plastos, los cuales derivan por
endosimbiosis de bacterias del grupo denominado cianobacterias (algas
azules).
Aunque demuestran una diversidad increíble en su forma, comparten las
características fundamentales de su organización celular, arriba resumidas, y
una gran homogeneidad en lo relativo a su bioquímica (composición), y
metabolismo, que contrasta con la inmensa heterogeneidad que en este
terreno presentan los procariontes (bacteria en sentido amplio
Célula procariota
Estructura celular de una bacteria, típica célula procariota
Se llama procariota (del griego πρό, pro = antes de y κάρυον, karion =
núcleo) a las células sin núcleo celular diferenciado, es decir, cuyo ADN se
encuentra disperso en el citoplasma. Las células que sí tienen un núcleo, es
decir con el ADN encerrado tras una cubierta membranosa se llaman
eucariotas y constituyen las formas de vida más conocidas y complejas, las
que forman el imperio o dominio Eukarya.
Casi sin excepción los organismos basados en células procariotas son
unicelulares, formados por una sola célula. Además, el término procariota
hace referencia a los organismos del imperio Prokaryota, cuyo concepto
coincide con el reino Monera de las clasificaciones de Copeland o Whittaker
que, aunque obsoletas, son aún muy populares
Evolución
No está aceptado que las células procariotas del dominio Archaea fueron las
primeras células vivas, aunque se conocen fósiles de hace 3.500 millones de
años. Después de su aparición, han sufrido una gran diversificación. Su
metabolismo es lo que más diverge, y causa que algunas procariotas sean
muy diferentes a otras.
Se cree que todos los organismos que existen actualmente derivan de una
forma unicelular procariótica (LUCA). A lo largo de un lento proceso
evolutivo, hace unos 1.500 millones de años, las procariotas derivaron en
células más complejas, las eucariotas, probablemente por la combinación en
una sola célula de dos o más procarióticas.
Nutrición
La nutrición puede ser autótrofa (quimiosíntesis o fotosíntesis) o
heterótrofa(saprofita, parásita o simbiótica). En cuanto al metabolismo los
organismos pueden ser: anaerobios estrictos o facultativos, o aerobio.
La quimiosíntesis es la conversión biológica de moléculas de un
carbono y nutrientes en materia orgánica usando la oxidación de
moléculas inorgánicas como fuente de energía, sin la luz solar, a
diferencia de la fotosíntesis. Una gran parte de la poblacion animal
basa su existencia en la producción quimiosintética en fallas termales,
sepas frías u otras hábitat extremas las cuales la luz solar es incapaz
de alcanzar.
La fotosíntesis es la base de la vida actual en la Tierra. Consiste en
una serie de procesos mediante los cuales las plantas, algas y
algunas bacterias captan y utilizan la energía de la luz para
transformar la materia inorgánica de su medio externo en materia
orgánica que utilizan para su crecimiento y desarrollo.
Los organismos capaces de llevar a cabo este proceso se denominan
fotótrofos y si además son capaces de fijar el CO2 atmosférico (lo que ocurre
casi siempre) se llaman autótrofos. Salvo en algunas bacterias, en el
proceso de fotosíntesis se producen liberación de oxígeno molecular
(proveniente de moléculas de agua) hacia la atmósfera (fotosíntesis
oxigénica). Es ampliamente admitido que el contenido actual de oxígeno en
la atmósfera se ha generado a partir de la aparición y actividad de dichos
organismos fotosintéticos. Esto ha permitido la aparición evolutiva y el
desarrollo de organismos aerobios capaces de mantener una alta tasa
metabólica (el metabolismo aerobio es muy eficaz desde el punto de vista
energético).
La otra modalidad de fotosíntesis, la fotosíntesis anoxigénica, en la cual no
se libera oxígeno, es llevada a cabo por un número reducido de bacterias,
como las bacterias púrpuras del azufre y las bacterias verdes del azufre;
estas bacterias usan como donador de hidrógenos el H2S, con lo que liberan
azufre.
Nutrición saprofita: es a base de restos de animales o vegetales en
descomposición.
Nutrición parásita: obtienen el alimento de un hospedador al que
perjudican pero no llegan a matar.
Nutrición simbiótica: los seres que realizan la simbiosis obtienen la
materia orgánica de otro ser vivo, el cual también sale beneficiado.
Reproducción Reproducción asexual por bipartición o fisión binaria: es la forma más sencilla y rápida en organismos unicelulares, cada célula se parte en dos, previa división de núcleo (cariocinesis) y posterior división de citoplasma (citocinesis). Un ejemplo es la Euglena.
Euglena
Conjugación: mecanismo parasexual de intercambio genético de
gran número de organismos unicelulares que consiste en la fusión
temporal de los gametos, de forma que se pueda transferir material
genético del individuo donante (considerado como masculino) al
receptor (considerado como femenino) que lo incorpora a su dotación
genética mediante recombinación y lo transmite a su vez al
reproducirse.
Tipos según su morfología
Coco es un tipo morfológico de bacteria. Tiene forma más o menos
esférica (ninguna de sus dimensiones predomina claramente sobre las otras).
Los bacilos son bacterias que tienen forma de bastón, cuando se
observan al microscopio. Los bacilos se suelen dividir en:
o Bacilos Gram positivos: fijan el violeta de genciana (tinción de
Gram) en la pared celular porque carecen de capa de
lipopolisacáridos.
Bacilos Gram negativos: no fijan el violeta de genciana porque poseen la
capa de lipopolisacárido.
De izquierda a derecha: Cocos, espirilos y bacilos
Vibrio es un género de bacterias, incluidas en el grupo gamma de las
proteobacterias. Varias de las especies de Vibrio son patógenas,
provocando enfermedades del tracto digestivo, en especial V.
cholerae, el agente que provoca el cólera, y V. vulnificus, que se
transmite a través de la ingesta de marisco.
Los espirilos son bacterias flageladas de forma helicoidal o de
espiral. Se desplazan en medios viscosos avanzando en tornillo. Su
diámetro es muy pequeño, lo que hace que puedan atravesar las
mucosas; por ejemplo Treponema pallidum que produce la sífilis en el
hombre. Son mas sensibles a las condiciones ambientales que otras
bacterias, por ello cuando son patógenas se transmiten por contacto
directo (vía sexual) o mediante vectores, normalmente artrópodos
hematófagos
Clasificación] Arqueobacterias son microorganismos unicelulares muy primitivos.
Al igual que las bacterias, las archaea carecen de núcleo y son por
tanto procariontes. Sin embargo, las diferencias a nivel molecular
entre archaeas y bacterias son tan fundamentales que se las clasifica
en grupos distintos. De hecho, estas diferencias son mayores de las
que hay, por ejemplo, entre una planta y un animal. Actualmente se
considera que las archaea están filogenéticamente más próximas a
los eucariontes que a las bacterias. Las archaea fueron descubiertas
originariamente en ambientes extremos, pero desde entonces se las
ha hallado en todo tipo de hábitats.
Halobacteria
o Las archaeas metanógenas son microorganismos
procariontes que viven en medios estrictamente anaerobios y
que obtienen energía mediante la producción de gas natural, el
metano (CH4). Gracias a esta característica, este tipo de
organismo tiene una gran importancia ecológica, ya que
interviene en la degradación de la materia orgánica en la
naturaleza, y en el ciclo del carbono. Las metanógenas son un
grupo filogenéticamente heterogéneo en dónde el factor común
que las une es la producción de gas metano y sus cofactores
únicos. Las podemos encontrar en nuestro intestino.
o Halófilas: Viven en ambientes extremadamente salinos.
Halococcus y Halobacterium solo viven en medios con más del
12% de sal (mucho más salado que el agua de mar).
o Las bacterias termófilas son microorganismos que viven y se
desarrollan en condiciones de temperaturas extremas y pH
extremos en sitios con actividad volcánica (como géiseres) en
las dorsales oceánicas, donde la mayoría de seres vivos serían
incapaces de sobrevivir. Existe la teoría de que fueran
posiblemente las primeras células simples.
Eubacterias son organismos microscópicos formados por células
procariotas más evolucionadas. Las cianobacterias, también
conocidas como algas verdeazules, son eubacterias fotosintéticas y
coloniales que han estado viviendo sobre nuestro planeta por más de
3 mil millones de años. Esta bacteria crece en esteras y montículos en
las partes menos profundas del océano. Hoy en día sólo las hay en
algunas regiones, pero hace miles de millones de años las había en
tan gran número, que eran capaces de añadir, a través de la
fotosíntesis, suficiente oxígeno a la primitiva atmósfera de la Tierra,
como para que los animales que necesitaban oxígeno pudieran
sobrevivir.
MANEJO DEL MICROSCOPIO
OBJETIVOS:
1. Conocer y manejar adecuadamente las partes del microscopio
2. Aprender a enfocar correctamente en el microscopio
3. Conocer los cuidados del microscopio
4. Aprender a preparar una muestra adecuadamente para la observación al
microscopio
INTRODUCCION
El estudio de los organismos vivos requiere de aparatos de precisión como
lo es el microscopio, en el laboratorio de biología empleamos dos tipos:
MICROSCOPIO COMPUESTO. El cual utiliza un juego de 2 lentes (ocular y
objetivos) para ampliar la imagen, la cual se observa invertida. Las muestras
apropiadas para su observación serán aquellas que dejen pasar luz a través
de ellas, deberán de ser monoculares.
MICROSCOPIO ESTEREOSCOPICO O LUPA BINOCULAR. La visión se
obtiene por reflexión de la luz que incide sobre la muestra, posee un inversor
que permite observar la imagen derecha. Su observación es generalmente
de conjunto, debido a su gran campo; por ejemplo: se puede observar una
mosca completa, mientras que en microscopio compuesto, sólo sería posible
ver las alas y éstas por ser muy transparentes. La visión estereoscópica o
sensación de relieve se obtiene cuando cada ojo recibe una imagen por
separado captada por cada sistema óptico prácticamente cada ocular
constituye un microscopio compuesto independiente.
Aunque las variaciones del microscopio son muy diversas, podemos
considerar que básicamente están constituidos por 3 sistemas:
a) Sistema mecánico;
b)Sistema de iluminación;
c) Sistema óptico.
a) SISTEMA MECANICO
Base o pie. Soporta las demás estructuras del microscopio y contiene a la
fuerza de luz.
Brazo. Une a la base con el tubo ocular, contiene a los tornillos
macrométricos y micrométricos, sirve de apoyo para trasladar el
microscopio.
Tornillo macrométrico. Proporciona avances rápidos en la platina, en el
orden de centímetros.
Tornillo micrométrico. Proporciona avances en la platina en orden de
milímetros.
Platina. Sirve para colocar las muestras a observar y contiene al
condensador y al diafragma
Carro de platina. Controla los desplazamientos del portaobjetos.
Revólver. Contiene a las lentes oculares. (10X, 40X, 100X)
b) SISTEMA DE ILUMINACIONCONDENSADOR.
Está situado por debajo de la platina de modo que puede subir o bajar, su
función es concentrar y enfocar los rayos provenientes de la fuente luminosa
situada en la base del microscopio a fin de iluminar el campo visual.
Diafragma o iris. Se localiza en la parte inferior del condensador, una
abertura regulable por medio de una placa lateral que va a controlar la
cantidad de luz que saldrá hacia el condensador.
Fuente luminosa. Se localiza en el pie o base del microscopio, es
generalmente una lámpara integrada a la base.
c)SISTEMA OPTICO
Lente objetivo. Aumenta la imagen de la muestra a observar; se presenta en
diversos aumentos: Lupa (X), Seco débil (10 X), Seco fuerte (40 X), e
Inversión (100 X).
NOTA: La palabra SECO para las lentes de 10 X y 40 X, se emplea porque
para su utilización no se requiere colocar ninguna sustancia entre el lente y
la preparación.
La palabra INMERSION se emplea porque se debe sumergir la lente 100 X
en aceite de inmersión, para poder observar con nitidez la muestra.
Lente ocular. Amplia la imagen producida por el lente objetivo, está
localizada en la parte superior del tubo del microscopio.
NOTA: El símbolo X (por) que aparece después del número de cada lente,
significa que se deberá multiplicar el aumento de la lente objetivo por el
aumento de la lente ocular, para así obtener el aumento total alcanzado por
el juego de lentes.
REGLAS GENERALES PARA EL CUIDADO DEL MICROSCOPIO
1. Traslado. Se toma con la mano derecha el brazo del microscopio y con la
mano izquierda la base.
2. El cordón se deberá enrollar sobre si mismo , no alrededor del cuerpo del
microscopio.
3. El microscopio se encenderá hasta que comience la observación.
4. Ya encendido, no se apagará constantemente, sino hasta finalizar la
observación de todas las muestras que se indiquen en la práctica, mientras
no se observe, se disminuirá la intensidad luminosa.
5. Mientras permanezca encendido se evitará realizar cualquier movimiento
brusco.
6. Se evitará manejarlo con las manos húmedas o mojadas.
7. Cuando no se esté observando, deberá eliminarse la lente ocular con el
objeto de menor aumento.
8. El sistema óptico y de iluminación nunca deberá ser tocado con los dedos.
9. No se deberán colocar los portaobjetos mojados sobre la platina.
10. Después de usar el lente de inmersión se deberá limpiar con un paño
suave o con un papel higiénico.
11. En las preparaciones en fresco siempre deberá cubrirse con
cubreobjetos.
OBTENCION DE UN BUEN ENFOQUE:
MICROSCOPIO COMPUESTO:
l. Colocar el portaobjetos sobre la platina del microscopio.
2. Utilizar el objetivo de menor aumento.
3. Deslizar el tubo del microscopio por medio del tornillo macrométrico,
observando lateralmente hasta que el objetivo quede cerca del portaobjetos.
4. Observar a través de los oculares subiendo lentamente el tubo del
microscopio hasta observar la preparación enfocada, no debe bajarse el tubo
del microscopio mientras se está observando, porque puede llegar a chocar
el objetivo con el portaobjetos y ocasionar desperfectos.
5. Afinar la imagen moviendo lentamente el tornillo micrométrico.
6. Si se desea mayor aumento, girar el revolver al objeto adecuado.7. Si se
utiliza el objeto de inmersión (100 X) colocar sobre la preparación una gota
de aceite de inmersión y baja el tubo del microscopio hasta que la lente del
objetivo toque a la gota, observa y ajusta cuidadosamente después de su
uso limpiar el objetivo con un tejido suave
MEDIDAS DE ESTRUCTURAS MICROSCOPICAS
Disección y maceración:
Una vez separado el abdomen completo, si el ejemplar es grande y/o
pertenece a un macho, se debe introducir en un tubo durante 10 minutos,
que contenga una solución de hidróxido potásico al 5%, y calentar a 80º C.
Si es pequeño o es hembra, en una solución al 2%. Posteriormente se
procede a la ablación de la armadura genital, ya sea andropigio o ginopigio,
si es posible, con todos los órganos que se puedan conservar (espermateca,
tubos de Maplhigi, etc.) que seguramente serán muy útiles para posteriores
estudios morfológicos. Ahora debe abrirse el abdomen, para ello
realizaremos un corte longitudinal con unas microtijeras justo por encima de
los espiráculos de la parte izquierda, observando la preparación en norma
ventral (fig. 1 b). Se debe comenzar por el primer segmento abdominal para
terminar en el último uroesternito. Seguidamente volvemos a introducir los
escleritos en una nueva solución alcalina, a 80ºC, durante el tiempo que se
considere necesario para que estén más o menos limpios y/o blandos. Una
vez finalizada la operación, y si el abdomen es de gran tamaño, se agita tal
como se describió en el apartado ‘Preparación de piel larval’, subapartado
‘Disección y maceración’. Si es pequeño o con piel muy delicada, se
procederá tal como describen Magro & De La Torre, 2002: 184. Hay que
comentar, que algunos abdómenes poseen coremata y/o también mechones
de pelo en los uroesternitos. Estas estructuras pueden ser muy importantes
para la determinación del ejemplar, en este caso, la agitación se debe hacer
la mitad de las veces recomendadas y realizarlas no tan enérgicamente
como se describe en el citado trabajo. Para finalizar, se aclaran los escleritos
con abundante agua. De esta manera estos deberían estar completamente
limpios. Si por alguna razón no es así, se hará una limpieza manual con la
solución de limpieza A terminando con un nuevo aclarado. Si los abdómenes
son muy pequeños (inferiores a unos 3 mm), es muy difícil hacer el corte
longitudinal paralelo a los espiráculos, con lo cual se montarán enteros. Se
tratarán con hidróxido potásico al 2% a 80 ºC durante 2 minutos, o bien
durante una hora o más en frío, si el abdomen pertenece a un macho. Si por
el contrario es una hembra la solución alcalina será al 1%. Después se
presionará con un pincel, hasta que el contenido intestinal salga. Se
procederá a un agitado no muy agresivo y se aclararán con agua. Si todavía
han quedado algunos conductos traqueales, limpiar con el agua procedente
de una jeringa, introduciendo la aguja del tamaño adecuado, hasta la mitad
del hueco y luego presionar con contundencia. Esta aguja debe tener la
punta roma, para lo cual ha de cortarse y pulirse de manera que
desaparezcan los biseles. Puede darse el caso, de que incluso la ablación
del abdomen sea difícil, o que esta operación, en ejemplares
extremadamente pequeños, entrañe riesgos de deterioro de las estructuras
del tórax. Para extraer el abdomen, basta golpear dorsalmente y hacia abajo,
sobre el cuarto y quinto esternito, siempre y cuando el ejemplar esté seco y
montado. Si el abdomen no se desprende con cierta facilidad es mejor no
insistir, los ejemplares se deberán preparar enteros. Igualmente, puede
suceder, que el ginopigio no se pueda separar de los uroesternitos, en cuyo
caso la genitalia femenina se montará junto al abdomen o con los últimos
segmentos.
Fijación:
No se suele emplear fijación de ningún tipo, a no ser que se deseen utilizar
sustancias con poder cromógeno que requieran curtiente, como por ejemplo
el índigo.
Tinción:
Se puede utilizar cualquiera de los métodos de tinción descritos para la piel
de las larvas, pero se debe de tener presente que los escleritos se
sobrecoloran con facilidad. Por lo general, debido suestructura, las técnicas
diferenciales provocan un gran contraste entre las partes. Recomendamos el
uso de la solución colorante A y B y la decolorante C. También se puede
utilizar una técnica de coloración más suave a base de Vigencial (100 ml),
(véase Mef, 2001) y azul de metileno (1 gr) cuya composición completa es la
siguiente:
Solución colorante F
Violeta de genciana 5 gr
Etanol 10 ml
Nonoxinol 0,1 gr
Cloruro de benzalconio 0,02 grAgua desionizada 80 ml
Azul de metileno 1 gr
Primero introducir los escleritos, durante 2 minutos, en la solución colorante
F. Aclarar con agua y decolorar, si es necesario, con esta solución
decolorante:
Solución decolorante E
Hipoclorito sódico 6 ml
Agua desionizada 94 ml
Es importante después de usar la solución decolorante aclarar con
abundante agua. No se debe abusar de esta solución ni aumentar la
proporción de hipoclorito. Éste tiene una potente y eficaz acción aclarante
pero puede causar amarilleamiento. Seguidamente colorear durante 1
minuto, agitando lentamente, con una solución de mercuresceína sódica,
proporción 1:1000. Si es necesario, decolorar con la solución decolorante C.
Para terminar aclarar con agua. Las partes más quitinosas de los escleritos
quedarán con diferentes tonalidades azules o moradas y el tejido conjuntivo
en gamas rosas o rojos (lám 1, fig.14-21). Esta técnica de doble tinción solo
se puede aplicar si se incluyen las preparaciones en medios de montaje que
necesitan deshidratación en xileno. Para incluir los escleritos en Euparal, se
introducen los mismos durante 1 minuto en orceína acética B. Al término se
aclaran con agua y se bañan las partes con la solución colorante B durante 2
minutos. Aclarar con agua y meter nuevamente en la solución de orceína.
Fijar con alcohol isopropílico. Para decolorar se puede usar la solución
decolorante A (lám 1, fig. 13). Si el medio de inclusión es DMHF , se usará la
solución colorante E. Aclarar y limpiar los escleritos de los residuos del negro
y volver a teñir durante 2 minutos con la solución colorante A. Se enjuagan
con agua y se vuelven a introducir 15 segundos, si es necesario, en la
solución colorante E. Si las preparaciones se sobrecoloran, se puede utilizar
la solución de limpieza A. Si no se consigue la tonalidad deseada se puede
utilizar la solución decolorante D y A y nuevamente D (lám.1, fig. 16). Léase
más arriba, al final del apartado I, los comentarios sobre el negro de clorazol
MORFOLOGIA DE LA CELULA ANIMAL Y VEGETAL.
Célula animal
Célula Vegetal
Las estructuras celulares comunes para las células animal y vegetal son:
Membrana Plasmática:
Características: La membrana constaría de una bicapa de lípidos en la cual
las proteínas se hallarían "sumergidas", asomando hacia uno, otro o ambos
lados.
Funciones: La membrana plasmática efectúa el control cualitativo y
cuantitativo de la entrada y salida de sustancias. Como consecuencia de la
captación selectiva de nutrientes, y de la excreción de desechos que lleva a
cabo, la membrana plasmática contribuye a determinar la composición del
citoplasma.
Es una membrana semipermeable o de permiabilidad selectiva. Esto
significa que permite el paso de solventes y de solutos de tamaño pequeño,
pero no es atravesada por solutos de tamaños mayores.
Aparato de Golgi o Dictiosoma:
Características: Se presenta como un apilamiento de sacos aplanados, con
bordes dilatados, y vesículas y vacuolas ubicadas cerca de esos bordes.
Todas estas estructuras están compuestas por membranas
En células vegetales, hay numerosas estructuras separadas y dispersas en
el citoplasma, que equivalen al aparato de Golgi, y que reciben el nombre de
dictiosomas. El tamaño, la distribución dentro de la célula y otras
características, como el número de sacos apilados de este sistema, varían
de acuerdo al estado metabólico de la célula.
Funciones: El aparato de golgi se encarga de:
· Circulación intracelular de sustancias;
· Síntesis de algunos hidratos de carbono de alto peso molecular:
celulosa, polisacáridos complejos;
· Conjugación entre proteínas e hidratos de carbono para formar
glucoproteínas de secreción;
· Concentración condensación y empaquetamiento de la sustancia
de secreción dentro de una vesicular limitada por una membrana.
· Concertación y empaquetamiento de enzimas hidrolíticas dentro de
una vesícula limitada por una membrana. El aparato golgi arma de esta
manera a los lisosomas primarios que permanecerán en el citoplasma de
la célula.
· Formación del acrosoma: durante la maduración de las
espermátidas a espermatozoides, varias vesículas del aparato de golgi se
fusionan dando una vesícula mayor, que se va extendiendo y formando
un casquete alrededor del polo anterior del núcleo. Este casquete se
denomina acrosoma y contiene diversas enzimas hidrolíticas que
facilitarán la aproximación al óvulo, atravesando las células que lo rodean;
· Formación del fragmoplasto en la división de células vegetales: los
dictiosomas se agrupan alrededor de microtúbulos en la zona ecuatorial
de la célula y constituyen el fragmoplasto; éste se transforma luego en la
placa celular, la cual establece la división entre las dos células hijas.
Vacuola:
Características: Son vesículas de diámetros diversos, limitadas por una
unidad de membranas. En general, su función es la de almacenamiento.
En las células vegetales, por lo común, hay una única vacuola que ocupa el
80-90% del volumen celular. La membrana que la limita se denomina
tonoplasto y es semipermeable. El contenido de la vacuola está integrado
por agua y altas concentraciones de sales inorgánicas, azúcares y otras
sustancias. El citoplasma y el núcleo quedan comprimidos por esta vacuola
contra la membrana plasmática y la pared celular. En esa fina capa periférica
se observan los movimientos citoplasmáticos, como la ciclosis.
Funciones: La vacuola contribuye a controlar la turgencia de la célula
vegetal, ya que la presión que ejerce sobre el tonoplasto se transmite al
citoplama y mantiene a la membrana plasmática adherida contra la pared
celular.
Mitocondria:
Características: Las mitocondrias presentan diversas morfología, pero por lo
general son aproximadamente cilíndricas u ovoides; hay también esféricas y
en forma de Y. Su tamaño también es variable, pero habitualmente
presentan un solo tamaño.
La mitocondria es un organelo limitado por dos membranas: una externa,
lisa, separada por un espacio o cámara externa de la membrana interna,
plagada hacia adentro formando proyecciones llamadas crestas. La
membrana interna con sus crestas delimita una cámara interna ocupada por
la matriz mitocondrial.
Las crestas presentan, a su vez, proyecciones en forma de hongo, que se
denominan partículas elementales o conjuntos respiratorios.
Las mitocondrias son organelos semiautónomos y autoduplicables. En la
matriz se encuentra ADN de tipo procarionte el cual codifica la estructura de
algunas proteínas mitocondriales. En la misma mitocondria se realiza la
síntesis de esas proteínas, sobre ribosomas de tipo procarionte, si bien la
mayoría de las proteínas mitocondriales es de síntesis citoplasmática.
Funciones: En la mitocondria se realizan oxidaciones de moléculas
orgánicas, utilizando O2 como último concepto de electrones, con el objeto
de obtener energía química para otros procesos celulares.
En la matriz mitocondrial son oxidados el ácido pirúvico, los ácidos grasos y
algunos aminoácidos.
Los electrones que provienen de estas oxidaciones son transferidos hasta el
último aceptor a través de una serie de coenzimas y citocromos llamados
colectivamente cadena respiratoria. Los componentes de la cadena
respiratoria están asociados a la membrana interna mitocondrial.
La transferencia de electrones hasta el O2 está acoplada en varios puntos a
la reacción de formación de ATP: los elementos necesarios para este
proceso, llamado fosforilación oxidativa, se encuentran ligados a los
conjuntos respiratorios de las membranas de las crestas mitocondriales.
Retículo Endoplasmático Liso o Agranular:
Características: Se presenta como una serie de casos o bolsas aplanadas y
túbulos membranosos, cuya localización y extensión es variable, y depende
de la actividad metabólica particular de la célula.
Al Microscópio Electrónico se observa que cada bolsa o túbulo está
constituido por una unidad de membrana que limita la cavidad; ésta puede
ser prácticamente virtual o mostrarse ocupada por material que está
circulando por el retículo. La membrana que constituye casos y túbulos es
bastante semejante en composición química, ultraestructural y dimensiones
a la membrana plasmática, pero presenta asociadas una gran cantidad de
enzimas para sus funciones específicas.
Funciones:
· Circulación intracelular de sustancias que no se liberan al
hialoplasma;
· Síntesis de lípidos: esteroides, fosfolípidos, triglicérido;
· Detroxificación de ciertas drogas, es decir, anulación de sus efectos
farmacologícos por modificaciones en su estructura química. Por ejemplo,
la administración de barbitúricos hace que se desarrolle
considerablemente el R.E.L. de los hepatocitos, encargados de desdoblar
esos fármacos.
· En células musculares estriados recibe el nombre de retículo
sarcoplásmico y presenta una disposición muy particular, ligada con la
coordinación de la contracción de la fibra muscular.
Retículo Endoplasmático Rugoso o Granular:
Características: Presenta una imagen semejante a la del R.E.L, es decir
bolsas aplanadas y túbulos membranosos interconectados, pero se
diferencia del anterior en que sus membranas están cubiertas en su
superficie externa por ribosomas y polisomas. Los ribosomas y polisomas
están adheridos a la membrana por su subunidad mayor.
La extensión y distribución mayor del R.E.R. es variables y depende de la
actividad metabólica particular de la célula.
El R.E.R. también es llamado ergastoplasma o sustancia basófila; en las
células nerviosas se lo denomina sustancias tigroide o corpúsculos de Nissl.
Funciones:
· Circulación intracelular de sustancias que no se liberan al
citoplasma;
· Síntesis de proteínas: esta función es llevada a cabo en los
ribosomas adosados a sus membranas. Las proteínas formadas entran a
los sacos membranosos, y siguen circulando por el sistema vacuolar
citoplasmático. Las proteínas que se producen en el R.E.G. son de dos
tipos:
o Enzimas hidrolíticas que van a formar parte de los lisosomas.
o Proteínas de secresión, a las que también el aparato de Golgi
proveerá de una membrana para su salida de la célula.
· El R.E.R. está muy desarrollado en aquellas células con gran
actividad secretora de proteínas, como los plasmocitos que fabrican
anticuerpos, las células pancreáticas que fabrican enzimas digestivas,
plasmáticas, etc.
Lisosoma:
Características: Se presentan como vesículas esféricas u ovales, limitadas
por una unidad de membrana. Sus tamaños son muy variables, y pueden
tener diámetros muy grandes.
En el interior de estos organelos se encuentran enzimas hidrolíticas o
hidrolasas, es decir, con capacidad para catalizar la degradación o digestión
de diversas sustancias. Entre otras enzimas lisosomales se pueden citar:
· Fosfatasas: interviene en la hidrólisis de fosfatos de moléculas
orgánicas;
· Lipasas y fosfolipasas: intervienen en la hidrólisis de lípidos y
fosfolípidos;
· Glucosidasas: intervienen en la hidrólosis de polisacáridos simples
y complejos;
· Catepsinas y otras proteasas; intervienen en la hidrólisis de
proteínas;
· Nucleasas: intervienen en la hidrólisis de ácidos nucleicos.
Las hidrolasas lisosomales sólo actúan en presencia de las sustancias a
digerir.
La membrana del lisosoma es normalmente estable pero, si es dañada, las
enzimas que se liberan pueden degradar a todos los componentes celulares.
Funciones: Los lisosomas intervienen en la digestión intercelular. Las
sustancias a digerir pueden provenir de la misma célular o pueden ser
incorporadas desde el exterior por fago o pinocitosis.
En el primer caso, el proceso se denomina autofagia, y por él una célula
puede desdoblar organelos de su propio citoplasma, encerrados en
vacuolas.
En el caso de macromoléculas exógenas, el proceso de digestión por
lisosomas consiste, en general, en los siguientes pasos:
· Entrada de la sustancia a la célula por endocitosis, con lo cual la
sustancia queda incluida dentro de una vacuola endocítica;
· Contacto y fusión entre las membranas de una vacuola fagocítica y
un lisosoma primario. Al ponerse en contacto el contenido enzimático
lisosomal con la sustancia a digerir comienza la hidrólisis de la misma: la
vacuola se denomina, en este momento, lisosoma secundario o vacuola
digestiva;
· A medida que transcurre la hidrólisis, los productos solubles
atraviesan la membrana del lisosoma secundario y son aprovechados en
el citoplasma;
· Las sustancias no digeribles pueden acumularse en los lisosomas
como cuerpos residuales, o bien pueden formar una vesícula de
eliminación que vuelca los productos de desecho en el exterior de la
célula por exocitosis.
Ribosoma:
Características: Los ribosomas se presentan como cuerpos esféricos o
elípticos, sin membrana limitante. Son gránulos compuestos por ARN
ribosomal y proteínas.
Cada ribosoma está constituido por dos subunidades, llamadas mayor y
menor. El tamaño de las subunidades se establece, en general, en función
de la velocidad con la cual sedimentan en un campo centrífugo. La unidad
que expresa esa velocidad es el Svedberg, y depende no sólo del tamaño de
la partícula sino tambíen de su forma y densidad, y del medio en que está
suspendida.
Las dos subunidades están normalmente separadas y se unen entre sí con
un filamento de ARN mensajero cuando empiezan a funcionar activamente
en la síntesis de proteínas. El ARN mensajero es una molécula lineal de
longitud variable, sobre la cual se unen varios ribosomas, constituyendo un
polirribosoma o polisoma.
Funciones: La función de los ribosomas es la síntesis de proteínas. Este es
el proceso mediante el cual el mensaje contenido en el ADN nuclear, que ha
sido previamente transcrito en un ARN mensajero, es traducido en el
citoplasma, juntamente con los ribosomas y los ARN de transferencia que
transportan a los aminoácidos, para formar las proteínas celulares y de
secreción.
Las proteínas celulares se sintetizan en diferentes lugares según su destino
final:
· Las proteínas enzimáticas del lisosoma y las proteínas de
secreción, como ya se ha citado, son construidas sobre polisomas
adheridos a membranas del retículo endoplásmico granular.
· Las proteínas de uso de la misma célula y que no quedan
encerradas en una vacuola son sintetizadas en polisomas libres en el
citoplasma. En realidad, los ribosomas y polisomas no se encuentran
suspendidos o flotando en la matriz citoplasmática, sino que se hallan
sujetos en la trama del sistema microtrabecular.
Citoplasma (Hialioplasma):
Característica: Es un gel casi líquido, que durante mucho tiempo fue
considerado como una matriz sin estructura; sin embrago, estudios más
recientes han revelado que posee un sistema de fibras que constituyen un
citoesqueleto, en el cual están suspendidos los organelos y las formaciones
intracelulares identificables microscópicamente.
La matriz citoplasmática está compuesta por agua, iones inorgánicos y
moléculas orgánicas pequeñas, macromoléculas y enzimas solubles, y las
proteínas que constituyen el citoesqueleto.
Funciones: En el hialoplasma se realizan, entre otras, las reacciones
bioquímicas de la glucólisis y las fermentaciones, y la activación de los
aminoácidos para la síntesis de proteínas. En cuanto a su papel estructural,
en algunas células se observa que la capa más externa del hialoplasma es
más rígida o gelificada; recibe el nombre de ectoplasma y, en general,
carece de organelos. Esta zona posee la propiedad de presentar cambios
reversibles gel Û sol. Estas transformaciones parecen estar ligadas a ciertos
movimientos citoplasmáticos como, por ejemplo, la ciclosis en muchas
células vegetales, o la emisión de pseudópodos características de la
locomoción ameboide.
Núcleo: Características: El núcleo es el organelo más sobresaliente de la célula
eucarionte animal y vegetal. Puede presentar formas regulares o irregulares.
Su tamaño es variable, pero en general está relacionado con el tamaño de la
célula.
El número de núcleos por célula también es variable: es uno en la mayoría
de las células; pueden ser dos, como en algunos hepatocitos, o muchos,
como en los osteoclastos y las fibras musculares estriadas.
El núcleo puede presentar en la célula diferentes localizaciones, pero en
general su posición es fija y característica para una célula dada.
El núcleo presenta una organización típica durante la interfase del ciclo vital
de la célula. En esta etapa está constituido por:
· Una envoltura nuclear, que lo limita y separa del citoplasma;
· Jugo nuclear, carioplasma o nucleoplasma, un coloide en el cual se
hallan suspendidos:
· La cromatina, donde se halla el material genético o hereditario;
· Y el o los nucleolos, lugar de armado de los ribosomas
citoplasmáticos.
Cuando la célula entra en división, el núcleo pierde esta organización; la
envoltura nuclear se fragmenta, con lo cual no hay barrera que impida el
contacto entre el hialoplasma y el nucleoplasma; el nucleolo desaparece, y la
cromatina se condensa y forma los cuerpos compactos denominados
cromosomas.
Funciones: Debido al hecho de que contienen la cromatina, el núcleo resulta
el depósito de prácticamente toda la información genética de la célula, y por
los tanto es el centro de control de la actividad celular.
MORFOLOGIA DE LA CELULA ANIMAL Y VEGETAL
Célula animal
Célula Vegetal
Las estructuras celulares comunes para las células animal y vegetal son:
Membrana Plasmática:
Características: La membrana constaría de una bicapa de lípidos en la cual
las proteínas se hallarían "sumergidas", asomando hacia uno, otro o ambos
lados.
Funciones: La membrana plasmática efectúa el control cualitativo y
cuantitativo de la entrada y salida de sustancias. Como consecuencia de la
captación selectiva de nutrientes, y de la excreción de desechos que lleva a
cabo, la membrana plasmática contribuye a determinar la composición del
citoplasma.
Es una membrana semipermeable o de permiabilidad selectiva. Esto
significa que permite el paso de solventes y de solutos de tamaño pequeño,
pero no es atravesada por solutos de tamaños mayores.
Aparato de Golgi o Dictiosoma:
Características: Se presenta como un apilamiento de sacos aplanados, con
bordes dilatados, y vesículas y vacuolas ubicadas cerca de esos bordes.
Todas estas estructuras están compuestas por membranas
En células vegetales, hay numerosas estructuras separadas y dispersas en
el citoplasma, que equivalen al aparato de Golgi, y que reciben el nombre de
dictiosomas. El tamaño, la distribución dentro de la célula y otras
características, como el número de sacos apilados de este sistema, varían
de acuerdo al estado metabólico de la célula.
Funciones: El aparato de golgi se encarga de:
· Circulación intracelular de sustancias;
· Síntesis de algunos hidratos de carbono de alto peso molecular:
celulosa, polisacáridos complejos;
· Conjugación entre proteínas e hidratos de carbono para formar
glucoproteínas de secreción;
· Concentración condensación y empaquetamiento de la sustancia
de secreción dentro de una vesicular limitada por una membrana.
· Concertación y empaquetamiento de enzimas hidrolíticas dentro de
una vesícula limitada por una membrana. El aparato golgi arma de esta
manera a los lisosomas primarios que permanecerán en el citoplasma de
la célula.
· Formación del acrosoma: durante la maduración de las
espermátidas a espermatozoides, varias vesículas del aparato de golgi se
fusionan dando una vesícula mayor, que se va extendiendo y formando
un casquete alrededor del polo anterior del núcleo. Este casquete se
denomina acrosoma y contiene diversas enzimas hidrolíticas que
facilitarán la aproximación al óvulo, atravesando las células que lo rodean;
· Formación del fragmoplasto en la división de células vegetales: los
dictiosomas se agrupan alrededor de microtúbulos en la zona ecuatorial
de la célula y constituyen el fragmoplasto; éste se transforma luego en la
placa celular, la cual establece la división entre las dos células hijas.
Vacuola:
Características: Son vesículas de diámetros diversos, limitadas por una
unidad de membranas. En general, su función es la de almacenamiento.
En las células vegetales, por lo común, hay una única vacuola que ocupa el
80-90% del volumen celular. La membrana que la limita se denomina
tonoplasto y es semipermeable. El contenido de la vacuola está integrado
por agua y altas concentraciones de sales inorgánicas, azúcares y otras
sustancias. El citoplasma y el núcleo quedan comprimidos por esta vacuola
contra la membrana plasmática y la pared celular. En esa fina capa periférica
se observan los movimientos citoplasmáticos, como la ciclosis.
Funciones: La vacuola contribuye a controlar la turgencia de la célula
vegetal, ya que la presión que ejerce sobre el tonoplasto se transmite al
citoplama y mantiene a la membrana plasmática adherida contra la pared
celular.
Mitocondria:
Características: Las mitocondrias presentan diversas morfología, pero por lo
general son aproximadamente cilíndricas u ovoides; hay también esféricas y
en forma de Y. Su tamaño también es variable, pero habitualmente
presentan un solo tamaño.
La mitocondria es un organelo limitado por dos membranas: una externa,
lisa, separada por un espacio o cámara externa de la membrana interna,
plagada hacia adentro formando proyecciones llamadas crestas. La
membrana interna con sus crestas delimita una cámara interna ocupada por
la matriz mitocondrial.
Las crestas presentan, a su vez, proyecciones en forma de hongo, que se
denominan partículas elementales o conjuntos respiratorios.
Las mitocondrias son organelos semiautónomos y autoduplicables. En la
matriz se encuentra ADN de tipo procarionte el cual codifica la estructura de
algunas proteínas mitocondriales. En la misma mitocondria se realiza la
síntesis de esas proteínas, sobre ribosomas de tipo procarionte, si bien la
mayoría de las proteínas mitocondriales es de síntesis citoplasmática.
Funciones: En la mitocondria se realizan oxidaciones de moléculas
orgánicas, utilizando O2 como último concepto de electrones, con el objeto
de obtener energía química para otros procesos celulares.
En la matriz mitocondrial son oxidados el ácido pirúvico, los ácidos grasos y
algunos aminoácidos.
Los electrones que provienen de estas oxidaciones son transferidos hasta el
último aceptor a través de una serie de coenzimas y citocromos llamados
colectivamente cadena respiratoria. Los componentes de la cadena
respiratoria están asociados a la membrana interna mitocondrial.
La transferencia de electrones hasta el O2 está acoplada en varios puntos a
la reacción de formación de ATP: los elementos necesarios para este
proceso, llamado fosforilación oxidativa, se encuentran ligados a los
conjuntos respiratorios de las membranas de las crestas mitocondriales.
Retículo Endoplasmático Liso o Agranular:
Características: Se presenta como una serie de casos o bolsas aplanadas y
túbulos membranosos, cuya localización y extensión es variable, y depende
de la actividad metabólica particular de la célula.
Al Microscópio Electrónico se observa que cada bolsa o túbulo está
constituido por una unidad de membrana que limita la cavidad; ésta puede
ser prácticamente virtual o mostrarse ocupada por material que está
circulando por el retículo. La membrana que constituye casos y túbulos es
bastante semejante en composición química, ultraestructural y dimensiones
a la membrana plasmática, pero presenta asociadas una gran cantidad de
enzimas para sus funciones específicas.
Funciones:
· Circulación intracelular de sustancias que no se liberan al
hialoplasma;
· Síntesis de lípidos: esteroides, fosfolípidos, triglicérido;
· Detroxificación de ciertas drogas, es decir, anulación de sus efectos
farmacologícos por modificaciones en su estructura química. Por ejemplo,
la administración de barbitúricos hace que se desarrolle
considerablemente el R.E.L. de los hepatocitos, encargados de desdoblar
esos fármacos.
· En células musculares estriados recibe el nombre de retículo
sarcoplásmico y presenta una disposición muy particular, ligada con la
coordinación de la contracción de la fibra muscular.
Retículo Endoplasmático Rugoso o Granular:
Características: Presenta una imagen semejante a la del R.E.L, es decir
bolsas aplanadas y túbulos membranosos interconectados, pero se
diferencia del anterior en que sus membranas están cubiertas en su
superficie externa por ribosomas y polisomas. Los ribosomas y polisomas
están adheridos a la membrana por su subunidad mayor.
La extensión y distribución mayor del R.E.R. es variables y depende de la
actividad metabólica particular de la célula.
El R.E.R. también es llamado ergastoplasma o sustancia basófila; en las
células nerviosas se lo denomina sustancias tigroide o corpúsculos de Nissl.
Funciones:
· Circulación intracelular de sustancias que no se liberan al
citoplasma;
· Síntesis de proteínas: esta función es llevada a cabo en los
ribosomas adosados a sus membranas. Las proteínas formadas entran a
los sacos membranosos, y siguen circulando por el sistema vacuolar
citoplasmático. Las proteínas que se producen en el R.E.G. son de dos
tipos:
o Enzimas hidrolíticas que van a formar parte de los lisosomas.
o Proteínas de secresión, a las que también el aparato de Golgi
proveerá de una membrana para su salida de la célula.
· El R.E.R. está muy desarrollado en aquellas células con gran
actividad secretora de proteínas, como los plasmocitos que fabrican
anticuerpos, las células pancreáticas que fabrican enzimas digestivas,
plasmáticas, etc.
Lisosoma:
Características: Se presentan como vesículas esféricas u ovales, limitadas
por una unidad de membrana. Sus tamaños son muy variables, y pueden
tener diámetros muy grandes.
En el interior de estos organelos se encuentran enzimas hidrolíticas o
hidrolasas, es decir, con capacidad para catalizar la degradación o digestión
de diversas sustancias. Entre otras enzimas lisosomales se pueden citar:
· Fosfatasas: interviene en la hidrólisis de fosfatos de moléculas
orgánicas;
· Lipasas y fosfolipasas: intervienen en la hidrólisis de lípidos y
fosfolípidos;
· Glucosidasas: intervienen en la hidrólosis de polisacáridos simples
y complejos;
· Catepsinas y otras proteasas; intervienen en la hidrólisis de
proteínas;
· Nucleasas: intervienen en la hidrólisis de ácidos nucleicos.
Las hidrolasas lisosomales sólo actúan en presencia de las sustancias a
digerir.
La membrana del lisosoma es normalmente estable pero, si es dañada, las
enzimas que se liberan pueden degradar a todos los componentes celulares.
Funciones: Los lisosomas intervienen en la digestión intercelular. Las
sustancias a digerir pueden provenir de la misma célular o pueden ser
incorporadas desde el exterior por fago o pinocitosis.
En el primer caso, el proceso se denomina autofagia, y por él una célula
puede desdoblar organelos de su propio citoplasma, encerrados en
vacuolas.
En el caso de macromoléculas exógenas, el proceso de digestión por
lisosomas consiste, en general, en los siguientes pasos:
· Entrada de la sustancia a la célula por endocitosis, con lo cual la
sustancia queda incluida dentro de una vacuola endocítica;
· Contacto y fusión entre las membranas de una vacuola fagocítica y
un lisosoma primario. Al ponerse en contacto el contenido enzimático
lisosomal con la sustancia a digerir comienza la hidrólisis de la misma: la
vacuola se denomina, en este momento, lisosoma secundario o vacuola
digestiva;
· A medida que transcurre la hidrólisis, los productos solubles
atraviesan la membrana del lisosoma secundario y son aprovechados en
el citoplasma;
· Las sustancias no digeribles pueden acumularse en los lisosomas
como cuerpos residuales, o bien pueden formar una vesícula de
eliminación que vuelca los productos de desecho en el exterior de la
célula por exocitosis.
Ribosoma:
Características: Los ribosomas se presentan como cuerpos esféricos o
elípticos, sin membrana limitante. Son gránulos compuestos por ARN
ribosomal y proteínas.
Cada ribosoma está constituido por dos subunidades, llamadas mayor y
menor. El tamaño de las subunidades se establece, en general, en función
de la velocidad con la cual sedimentan en un campo centrífugo. La unidad
que expresa esa velocidad es el Svedberg, y depende no sólo del tamaño de
la partícula sino tambíen de su forma y densidad, y del medio en que está
suspendida.
Las dos subunidades están normalmente separadas y se unen entre sí con
un filamento de ARN mensajero cuando empiezan a funcionar activamente
en la síntesis de proteínas. El ARN mensajero es una molécula lineal de
longitud variable, sobre la cual se unen varios ribosomas, constituyendo un
polirribosoma o polisoma.
Funciones: La función de los ribosomas es la síntesis de proteínas. Este es
el proceso mediante el cual el mensaje contenido en el ADN nuclear, que ha
sido previamente transcrito en un ARN mensajero, es traducido en el
citoplasma, juntamente con los ribosomas y los ARN de transferencia que
transportan a los aminoácidos, para formar las proteínas celulares y de
secreción.
Las proteínas celulares se sintetizan en diferentes lugares según su destino
final:
· Las proteínas enzimáticas del lisosoma y las proteínas de
secreción, como ya se ha citado, son construidas sobre polisomas
adheridos a membranas del retículo endoplásmico granular.
· Las proteínas de uso de la misma célula y que no quedan
encerradas en una vacuola son sintetizadas en polisomas libres en el
citoplasma. En realidad, los ribosomas y polisomas no se encuentran
suspendidos o flotando en la matriz citoplasmática, sino que se hallan
sujetos en la trama del sistema microtrabecular.
Citoplasma (Hialioplasma):
Característica: Es un gel casi líquido, que durante mucho tiempo fue
considerado como una matriz sin estructura; sin embrago, estudios más
recientes han revelado que posee un sistema de fibras que constituyen un
citoesqueleto, en el cual están suspendidos los organelos y las formaciones
intracelulares identificables microscópicamente.
La matriz citoplasmática está compuesta por agua, iones inorgánicos y
moléculas orgánicas pequeñas, macromoléculas y enzimas solubles, y las
proteínas que constituyen el citoesqueleto.
Funciones: En el hialoplasma se realizan, entre otras, las reacciones
bioquímicas de la glucólisis y las fermentaciones, y la activación de los
aminoácidos para la síntesis de proteínas. En cuanto a su papel estructural,
en algunas células se observa que la capa más externa del hialoplasma es
más rígida o gelificada; recibe el nombre de ectoplasma y, en general,
carece de organelos. Esta zona posee la propiedad de presentar cambios
reversibles gel Û sol. Estas transformaciones parecen estar ligadas a ciertos
movimientos citoplasmáticos como, por ejemplo, la ciclosis en muchas
células vegetales, o la emisión de pseudópodos características de la
locomoción ameboide.
Núcleo:
Características: El núcleo es el organelo más sobresaliente de la célula
eucarionte animal y vegetal. Puede presentar formas regulares o irregulares.
Su tamaño es variable, pero en general está relacionado con el tamaño de la
célula.
El número de núcleos por célula también es variable: es uno en la mayoría
de las células; pueden ser dos, como en algunos hepatocitos, o muchos,
como en los osteoclastos y las fibras musculares estriadas.
El núcleo puede presentar en la célula diferentes localizaciones, pero en
general su posición es fija y característica para una célula dada.
El núcleo presenta una organización típica durante la interfase del ciclo vital
de la célula. En esta etapa está constituido por:
· Una envoltura nuclear, que lo limita y separa del citoplasma;
· Jugo nuclear, carioplasma o nucleoplasma, un coloide en el cual se
hallan suspendidos:
· La cromatina, donde se halla el material genético o hereditario;
· Y el o los nucleolos, lugar de armado de los ribosomas
citoplasmáticos.
Cuando la célula entra en división, el núcleo pierde esta organización; la
envoltura nuclear se fragmenta, con lo cual no hay barrera que impida el
contacto entre el hialoplasma y el nucleoplasma; el nucleolo desaparece, y la
cromatina se condensa y forma los cuerpos compactos denominados
cromosomas.
Funciones: Debido al hecho de que contienen la cromatina, el núcleo resulta
el depósito de prácticamente toda la información genética de la célula, y por
los tanto es el centro de control de la actividad celular.
ESTRUCTURA DE LA CÉLULA
La célula se compone de tres partes fundamentales: membrana celular,
citoplasma y núcleo.
1. MEMBRANA CELULAR.-Es una capa viva y semipermeable con
propiedades físicas y químicas especiales y es a la vez una cubierta elástica
y finísima.
Funciona regulando el paso de materiales hacia el interior o el exterior de la
célula, es decir selecciona ciertas sustancias que son necesarias para el
metabolismo (glucosa, aminoácidos, y ácidos grasos) y también controla la
salida de sustancias que pueden ser producto de excreción (agua, Urea,
CO2) o de secreción (enzimas y hormonas).
Normalmente el agua entra y sale a través de la membrana de las células
vivas, por difusión, esta difusión del agua a través de las membranas, se
denomina, ósmosis.
La ósmosis se puede definir como la difusión del agua a través de una
membrana con permeabilidad selectiva de una región de alta concentración
hace una región de baja concentración de agua. (Transporte pasivo).
Veamos el siguiente ejemplo: si colocamos una célula viva en una solución
que contiene mayor cantidad de sales que la célula, habrá por lo tanto menor
cantidad de agua fuera de la célula y mayor cantidad dentro de ella. Bajo,
tales condiciones del agua se moverá de la célula hacia el medio,
produciéndose una pérdida de agua dentro de la célula, este fenómeno se
conoce con el nombre de plasmólisis.
En otros términos podemos decir, que el sitio de mayor concentración de
sales es hipertónico (mas sales) con relación al interior de la célula que es
Hipotónica (menos sales). Si por lo contrario, colocamos una célula viva ( por
un glóbulo rojo) en un medio Hipotónico, el agua se moverá de afuera hacia
el interior de la célula .Si la cantidad de agua que entra es muy grande, la
membrana del glóbulo no resistiría, inflándose como una bomba, hasta
reventar. Éste fenómeno se denomina Hemólisis. En el caso del glóbulo rojo
y citólisis, en general, para toda célula que lo sufra.
La membrana celular permite también desempeñar las siguientes funciones:
Ø englobar partículas por fagocitosis o pinocitosis.
Ø Transportar moléculas pequeñas o iones (transporte pasivo y activo) .
Ø Recibir y transmitir señales químicas.
Ø Establece los límites físicos de la célula y resguardar el contenido
citoplasmático.
Ø La membrana celular está formada por dos capas de proteínas, una de
fosfolípidos y los poros correspondientes.
2. EL CITOPLASMA.-es la parte del protoplasma, que se encuentra entre la
membrana plasmática y el núcleo. Es el medio interno complejo y
heterogéneo más importante de la célula y donde se producen la mayoría de
las funciones metabólicas y de biosíntesis. El citoplasma está constituido por
las partes: inclusiones y la matriz citoplasmática.
A) INCLUSIONES CITOPLASMATICAS.- son granulaciones que se
encuentran en interior del citoplasma; pero, por ser producto de metabolismo
celular, tiene un carácter transitorio. En general son sustancias de secreción,
excreción o reserva.
Entre las inclusiones más importantes tenemos: El almidón, gotas de grasa y
aceites esenciales, cristales de hemoglobina y melanina, etc
B) LA MATRIZ CITOPLASMÁTICA.-es la parte más importante, que rodea a
todas las organelas que están dentro de la célula. En esta parte se producen
fenómenos biosintéticos; la célula recibe del exterior materia prima, que
luego la descompone convirtiéndola en energía útil para su funcionamiento..
Las principales organelas son: las mitocondrias, retículo endoplasmático, los
lisosomas, ribosomas, aparato de golgi, centrosomas o centro celular, los
plastidios, las vacuolas.
1. MITOCONDRIAS.-son pequeños cuerpos alargados cilíndricos o esféricas
de aproximadamente 10 micras de longitud y 1,5 micras de diámetro. Su
función es producir energía y respiración a la célula.
2. El retículo endoplasmático.-es un sistema de repliegues del citoplasma
formando una especie de tubos comunicantes que parten del núcleo hasta
llegar a la membrana celular. Su función es proveer una vía para el
transporte intrarcelular, la salida y entrada de materiales a la célula y síntesis
de algunos compuestos.
3. Los lisosomas.-son pequeños organoides s esféricos de una sola
membrana.
Función segregan enzimas digestivas para descomponer a las macro-
moléculas más pequeñas, con el fin de ser utilizadas como compuestos
energéticos. Digieren a la vez restos de mitocondrias, microbios y otras
sustancias solubles que hay entrado del exterior a través de las funciones de
fagocitosis y de la pinocitosis.
Ejm: los glóbulos blancos poseen muchos lisosomas con el fin de destruir
todas las sustancias que entra en el organismo ya que su función es la
defensa contra agentes extraños.
4. LOS CENTROSOMAS.-son cilindros rectos de constitución proteica, sin
membrana, de posesión fija y como un corpúsculo situado siempre cerca del
núcleo de la célula animal y en vegetales inferiores. En celula en reposo
presenta como dos pequeñas granulaciones, los centríolos, los cuales están
rodeados de una región más clara llamadas centrósfera, confieren radiadas
a manera de estrellas, constituyendo el áster. Entre los dos centríolos se
forma el huso.
Función: tienen como función la formación de huso acromático durante la
división celular, sirviendo como polos de atracción para los cromosomas.
Durante la mitosis se hacen más visibles.
5. los Ribosomas.- Son organoides esféricos y sin membrana que están
adheridos al retículo endoplasmático o dispersos en el citoplasma.
Químicamente están constituidos por el ácido ribonucleico (ARN)
Función.-Es la síntesis de proteínas, necesarias para la renovación de los
tejidos.
6. El aparato de Golgi o complejo de Golgi (Dictiosoma).- Está formado por
un conjunto de cavidades y pequeñas vesículas, formando haces paralelos,
se encuentran cerca del núcleo.
Función: Tiene la función de secreción, excreción y de transportes de
sustancias como lípidos, hormonas, etc. Concentra y almacena proteínas
sintetizado por el retículo endoplasmático, extrae el exceso de agua de los
órganos secretores para ser eliminados al exterior.
7. Vacuolas.- En la célula vegetal estos organoides, son pequeñas
cavidades o recipientes llenas de líquido, intercelular, donde a la vez hay
diversos productos de secreción y de excreción. Si estas vacuolas al unirse
forman una sola se llama vacuoma. (son comunes en células vegetales y
mayoría de protozoarios) contienen agua con diversas sustancias disueltas,
sales azúcares, ácidos orgánicos, pigmentos.
Algunos animales unicelulares como la ameba, ingieren partículas sólidas de
alimentos, estas junto con el agua que la rodean constituyen vacuolas
digestivas las que son temporales. También hay vacuolas contráctiles ó
pulsátiles, equivalentes al aparato excretor: eñiminan líquidos y productos de
desecho mediante contracciones y expansión rítmica y mantienen constante
la presión osmótica del citoplasma
8. LOS PLASTOS O PLASTIDIOS: Son órganoides con doble membrana y
propios de la célula vegetal y de algas superiores.
Función: intervienen la síntesis y almacenamiento de sustancias orgánicas
como carbohidratos, lípidos y proteínas. Pueden llevar diversos pigmentos
colorantes, como la clorofila y carotenoides(pigmento rojo, amarillo o
anaranjado)
Por los pigmentos que poseen los plastidios, son de las siguientes clases:
§ CLOROPLASTOS. (cloros = verde) : plastidios de color verde, por llevar un
pigmento verde llamado clorofila.
§ CROMOPLASTOS.- (Cromo = color) plastillos, pigmentos colorantes como
el pigmento rojo (lecopeno) amarillo(xantofila) anaranjado (caroteno). Son
los que dan color a las flores y a las frutas de muchas plantas.
§ LEUCOPLASTOS. (leucos = blancos) plastidios incoloros que sirven como
centro de almacenajo de ciertos materiales de citoplasma como en el caso
del almidón (amiloplastos)
. OLEOPLASTOS.-Plastidios incoloros y almacenado de gotitas de aceites
tales como maní, semillas de higuerilla, etc.
3. El Núcleo.- Es un corpúsculo en medio del citoplasma, bien visible y
perfectamente limitado.
El núcleo es el “centro de información” de la célula y desempeña funciones
muy importantes en el metabolismo y reproducción celular.
Fue descubierto por Robert Brown en 1831, el núcleo durante la vida de una
célula puede presentarse de dos formas diferentes; una mientras la célula se
nutre y crece hasta llegar a la edad adulta, llamado periodo interfásico; y la
otra, durante el proceso de reproducción llamado periodo de división.
La células poseen un solo núcleo pero en algunos casos puede haber dos,
un grande y el otro pequeño, como sucede en el paramecio y celulas
hepáticas de algunas especies.
Son:
a) La membrana nuclear o carioteca.
b) El núcleolo.
c) Jugo nuclear o cariolinfa.
d) Los cromosomas.
a) Membrana Nuclear, es una membrana doble, con poros definidos,
relacionada con el retículo endoplasmático y encargada de regular el
intercambio de materiales entre el núcleo y el citoplasma y viceversa que
regulan el intercambio de sustancias entre ambos.
b) En nucléolo: son formaciones esféricas que pueden en un núcleo hallarse
varios nucleolos. Constituido por pequeñas partículas o granulos de 100 a
150 ángstrom de diámetro, estan formados por ARN y constituyen los
centros activos para la síntesis de proteínas y del l ARN. El núcleolo
desaparece durante la división celular en la metafas, pero vuelve a
reorganizase durante la telofase.
c) EL JUGO NUCLEAR O CARIOLINFA: Es el líquido en que se encuentra
suspendidas las estructuras nucleares. Es un coloide complejo y está
constituido por varias sustancias entre las cuales se encuentran: agua,
aminoácidos, iones, lípidos, hidratos de carbono y ARN.
d) Los Cromosomas.- Son estructuras nucleares organizadas, que trasmiten
el material genético de una generación a otra. Resultan de la fragmentación
y organización de la cromatina (se tiñe fácilmente con colorantes básicos)
durante la división celular.
La longitud de cromosomas varía de 0,2 a 50 micras, el diámetro entre 0 a 2
micras. Los cromosomas están constituidos, además de otros compuestos,
por ADN, proteínas del tipo de las histonas o de las protaminas y ARN.
Función: Llevar las moléculas de ADN, portadoras de la información genética
de los organismos.
Si tuvieran el mismo número de cromosomas y estos fueran iguales, solo
existiera una clase de seres vivos sobre la tierra. Pero cada individuo tiene
un número de cromosomas que es propio de él. Así por ejemplo: el hombre
tiene 46 cromosomas en sus células, excepto en las reproductivas
(espermatozoides y óvulo) que tiene 23. El número de cromosomas que
tiene cada organismo se llama número diploide (2n) en el caso de las células
reproductivas o sexuales, en las cuales el número de cromosomas es la
mitad, se llama número haploide (n).
PARTES DEL CROMOSOMA:
Cuando la célula está en división los cromosomas se observan al
microscopio dividido en 2, unidos por una estructructura de la forma esférica
llamada centrómero que puede ocupar cualquier sitio en el cromosoma.
Cada parte del cromosoma dividido recibe el nombre de cromátida.
En los cromosomas se encuentran unas unidades llamadas genes, que son
los que en último término controlan la fisiología del organismo. Cada uno de
Ellos tienen una misión especial, así por ejemplo: unos dan color de los ojos
otros forman la naríz, etc. Algunos genes actuan solos y otros en compañía.
Los cromosomas pasan de una célula a otra durante el proceso de la
división celular la cual puede llevarse a cabo mediante la mitosisi o la
meiosis.
¿Por que eres hombre o mujer?
La explicación la encontramos en los cromosomas. Así en los humanos hay
46 cromosomas de los cuales hay 2 que se llaman cromosomas sexuales, 1
se conoce como X y el otro como Y por lo tanto, en el hombre tenemos 44
+XY = 46.
En la mujer 44 +XX = 46.
En otras palabras los cromosomas sexuales en el hombre son XY y en la
mujer XX.
MEMBRANA PLASMATICA
Ilustración de la membrana plasmática de una célula eucariota
La membrana celular o plasmática es una estructura laminar que engloba
a las células, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el
interior y el exterior de éstas. Además, se asemeja a las membranas que
delimitan los orgánulos de células eucariotas.
Está compuesta por una lámina que sirve de "contenedor" para el citosol y
los distintos compartimentos internos de la célula, así como también otorga
protección mecánica. Está formada principalmente por fosfolípidos
(fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina), colesterol, glúcidos y proteínas
(integrales y periféricas).
La principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva, lo
que le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la
célula. De esta forma se mantiene estable el medio intracelular, regulando el
paso de agua, iones y metabolitos, a la vez que mantiene el potencial
electroquímico (haciendo que el medio interno esté cargado negativamente).
Cuando una molécula de gran tamaño atraviesa o es expulsada de la célula
y se invagina parte de la membrana plasmática para recubrirlas cuando
están en el interior ocurren respectivamente los procesos de endocitosis y
exocitosis.
Tiene un grosor aproximado de 7,5 nm y no es visible al microscopio óptico
pero sí al microscopio electrónico, donde se pueden observar dos capas
oscuras laterales y una central más clara. En las células procariotas y en las
eucariotas osmótrofas como plantas y hongos, se sitúa bajo otra capa,
denominada pared celular.
Composición química
La composición química de la membrana plasmática varía entre células
dependiendo de la función o del tejido en la que se encuentren, pero se
puede estudiar de forma general. La membrana plasmática está compuesta
por una doble capa de fosfolípidos, por proteínas unidas no covalentemente
a esa bicapa, y glúcidos unidos covalentemente a los lípidos o a las
proteínas. Las moléculas más numerosas son las de lípidos, ya que se
calcula que por cada 50 lípidos hay una proteína. Sin embargo, las
proteínas, debido a su mayor tamaño, representan aproximadamente el 50%
de la masa de la membrana.
Lípidos
El 98% de los lípidos presentes en las membranas celulares son anfipáticos,
es decir que presentan un extremo hidrófilo (que tiene afinidad e interacciona
con el agua) y un extremo hidrofóbico (que repele el agua). Los más
abundantes son los fosfoglicéridos (fosfolípidos) y los esfingolípidos, que se
encuentran en todas las células; le siguen los glucolípidos, así como
esteroides (sobre todo colesterol). Estos últimos no existen o son escasos en
las membranas plasmáticas de las células procariotas. Existen también
grasas neutras, que son lípidos no anfipáticos, pero sólo representan un 2%
del total de lípidos de membrana.
Fosfoglicéridos. Tienen una molécula de glicerol con la que se
esterifica un ácido fosfórico y dos ácidos grasos de cadena larga; los
principales fosfoglicéridos de membrana son la fosfatidiletanolamina o
cefalina y la fosfatidilcolina o lecitina.
Esfingolípidos. Son lípidos de membrana constituidos por ceramida
(esfingosina + ácido graso); solo la familia de la esfingomielina posee
fósforo; el resto poseen glúcidos y se denominan por ello
glucoesfingolípidos o, simplemente glucolípidos. Los cerebrósidos
poseen principalmente glucosa, galactosa y sus derivados (como N-
acetilglucosamina y N-acetilgalactosamina). Los gangliósidos
contienen una o más unidades de ácido N-acetilneuramínico (ácido
siálico).
Colesterol. El colesterol representa un 23% de los lípidos de
membrana. Sus moléculas son pequeñas y más anfipáticas en
comparación con otros lípidos. Se dispone con el grupo hidroxilo
hacia el exterior de la célula (ya que ese hidroxilo interactúa con el
agua). El colesterol es un factor importante en la fluidez y
permeabilidad de la membrana ya que ocupa los huecos dejados por
otras moléculas. A mayor cantidad de colesterol, menos permeable y
fluida es la membrana. Se ha postulado que los lípidos de membrana
se podrían encontrar en dos formas: como un líquido bidimensional, y
de una forma más estructurada, en particular cuando están unidos a
algunas proteínas formando las llamadas balsas lipídicas. Se cree
que el colesterol podría tener un papel importante en la organización
de estas últimas. Su función en la membrana plasmática es evitar que
se adhieran las colas de ácido graso de la bicapa, mejorando la
fluidez de la membrana.
Proteínas
El porcentaje de proteínas oscila entre un 20% en la vaina de mielina de las
neuronas y un 70% en la membrana interna mitocondrial;[1] el 80% son
intrínsecas, mientras que el 20% restantes son extrínsecas. Las proteínas
son responsables de las funciones dinámicas de la membrana, por lo que
cada membrana tienen una dotación muy específica de proteínas; las
membranas intracelulares tienen una elevada proporción de proteínas
debido al elevado número de actividades enzimáticas que albergan. En la
membrana las proteínas desempeña diversas funciones: transportadoras,
conectoras (conectan la membrana con la matriz extracelular o con el
interior), receptoras (encargadas del reconocimiento celular y adhesión) y
enzimas.
Glúcidos
Están en la membrana unidos covalentemente a las proteínas o a los lípidos.
Pueden ser polisacáridos u oligosacáridos. Se encuentran en el exterior de
la membrana formando el glicocalix. Representan el 8% del peso seco de la
membrana plasmática. Sus funciones principales son dar soporte a la
membrana y el reconocimiento celular (colaboran en la identificación de las
señales químicas de la célula).
Estructura
Artículo principal: Aspectos estructurales de la membrana plasmática
Esquema de una membrana celular. Según el modelo del mosaico fluido, las
proteínas (en rojo y naranja) serían como "icebergs" que navegarían en un
mar de lípidos (en azul). Nótese además que las cadenas de oligosacáridos
(en verde) se hallan siempre en la cara externa, pero no en la interna.
Antiguamente se creía que la membrana plasmática era un conjunto estático
formado por las siguientes capas: proteínas/lípidos/lípidos/proteínas. Hoy en
día se concibe como una estructura dinámica. El modelo estructural
aceptado en la actualidad se conoce como "mosaico fluido". El mosaico
fluido es un término acuñado por S. J. Singer y G. L. Nicolson en 1972.
Consiste en una bicapa lipídica complementada con diversos tipos de
proteínas. La estructura básica se mantiene unida mediante uniones no
covalentes.
Esta estructura general -modelo unitario- se presenta también en todo el
sistema de endomembranas (membranas de los diversos orgánulos del
interior de la célula), como retículo endoplasmático, aparato de Golgi y
envoltura nuclear, y los de otros orgánulos, como las mitocondrias y los
plastos, que proceden de endosimbiosis.
Bicapa lipídica
Diagrama del orden de los lípidos anfipáticos para formar una bicapa lipídica.
Las cabezas polares (de color amarillo) separan las colas hidrofóbicas (de
color gris) del medio citosólico y extracelular.
El orden de las cabezas hidrofílicas y las colas hidrofóbicas de la bicapa
lipídica impide que solutos polares, como aminoácidos, ácidos nucleicos,
carbohidratos, proteínas e iones, difundan a través de la membrana, pero
generalmente permite la difusión pasiva de las moléculas hidrofóbicas. Esto
permite a la célula controlar el movimiento de estas sustancias vía complejos
de proteína transmembranal tales como poros y caminos, que permiten el
paso de glucosa e iones específicos como el sodio y el potasio.
Las cinco capas de moléculas fosfolípidas forman un "sandwich" con las
colas de ácido graso dispuestos hacia el centro de la membrana plasmática
y las cabezas de fosfolípidos hacia los medios acuosos que se encuentran
dentro y fuera de la célula.
Proteínas
Las proteínas de la membrana plasmática se pueden clasificar según cómo
se dispongan en la bicapa lipídica:[2] [3] [4]
Proteínas integrales. Embebidas en la bicapa lipídica, atraviesan la
membrana una o varias veces, asomando por una o las dos caras
(proteínas transmembrana); o bien mediante enlaces covalentes con
un lípido o un glúcido de la membrana. Su aislamiento requiere la
ruptura de la bicapa.
Proteínas periféricas. A un lado u otro de la bicapa lipídica, pueden
estar unidas débilmente por enlaces no covalentes. Fácilmente
separables de la bicapa, sin provocar su ruptura.
En el componente proteico reside la mayor parte de la funcionalidad de la
membrana; las diferentes proteínas realizan funciones específicas:
Proteínas estructurales: estas proteínas hacen de "eslabón clave"
uniéndose al citoesqueleto y la matriz extracelular.
Receptores de membrana: que se encargan de la recepción y
transducción de señales químicas.
Transportadoras a través de membrana: mantienen un gradiente
electroquímico mediante el transporte de membrana de diversos
iones.
Estas a su vez pueden ser:
· Proteínas transportadoras: Son enzimas con centros
de reacción que sufren cambios conformacionales.
· Proteínas de canal: Dejan un canal hidrofílico por donde
pasan los iones.
Glúcidos
Los glúcidos se hallan asociados mediante enlaces covalentes a los lípidos
(glucolípidos) o a las proteínas (glucoproteínas) y generalmente forman parte
de la matriz extracelular o glucocálix .
Funciones [editar]
La función básica de la membrana plasmática es mantener el medio
intracelular diferenciado del entorno. Esto es posible gracias a la naturaleza
aislante en medio acuoso de la bicapa lipídica y a las funciones de
transporte que desempeñan las proteínas. La combinación de transporte
activo y transporte pasivo hacen de la membrana plasmática una barrera
selectiva que permite a la célula diferenciarse del medio.
Los esteroides, como el colesterol, tienen un importante papel en la
regulación de las propiedades físico-químicas de la membrana regulando su
resistencia y fluidez.
Transporte
Los mecanismos que permiten a las sustancias cruzar las membranas
plasmáticas son esenciales para la vida y la comunicación de las células.
Para ello, la célula dispone de dos procesos: transporte pasivo y transporte
activo.
Transporte pasivo
Es aquel que se produce sin consumo de energía y a favor de gradiente
electroquímico.
Transporte activo
Es aquel que se produce con consumo de energía y en contra del gradiente
electroquímico.
Gradiente electroquímico
Es la fuerza neta de la dirección del flujo para cada soluto si combinamos los
efectos de gradiente de concentración y gradiente eléctrico.
Permeabilidad
La permeabilidad de las membranas es la facilidad de las moléculas para
atravesarla. Esto depende principalmente de la carga eléctrica y, en menos
medida, en la masa molar de la molécula. Pequeñas moléculas y moléculas
con carga eléctrica neutra pasan la membrana más fácilmente que
elementos cargados eléctricamente y moléculas grandes. Además, la
membrana es selectiva, lo que significa que permite la entrada de unas
moléculas y restringe la de otras. La permeabilidad depende de los
siguientes factores:
Solubilidad en los lípidos: Las sustancias que se disuelven en los
lípidos (moléculas hidrófobas, no polares) penetran con facilidad en la
membrana dado que esta está compuesta en su mayor parte por
fosfolípidos.
Tamaño: la mayor parte de las moléculas de gran tamaño no pasan a
través de la membrana. Sólo un pequeño número de moléculas no
polares de pequeño tamaño pueden atravesar la capa de fosfolípidos.
Carga: Las moléculas cargadas y los iones no pueden pasar, en
condiciones normales, a través de la membrana. Sin embargo,
algunas sustancias cargadas pueden pasar por los canales proteícos
o con la ayuda de una proteína transportadora.
También depende de las proteínas de membrana de tipo:
Canales: algunas proteínas forman canales llenos de agua por donde
pueden pasar sustancias polares o cargadas eléctricamente que no
atraviesan la capa de fosfolípidos.
Transportadoras: otras proteínas se unen a la sustancia de un lado de
la membrana y la llevan del otro lado donde la liberan
ORGANELOS CITOPLASMATICOS
Membrana celular
La membrana celular es una capa muy fina, formada por lípido
(grasas) y proteínas. Limita la célula, regula el paso de sustancias
entre la célula y el exterior. (Posee permeabilidad selectiva)
La pared celular es una capa gruesa de celulosa que rodea la célula
por fuera de la membrana. Da forma y consistencia, y protege la
célula vegetal.
Citoplasma
Citosol
Es una disolución que baña todo el citoplasma. En él se llevan a cabo
importantes procesos metabólicos.
Citoesqueleto
Es una red de fibras proteicas que recorren parte del citoplasma.
Retículo endoplasmático: Es un conjunto de compartamentos
comunicados, limitados por membranas, que ocupan parte del
citoplasma. Hay de dos tipos:
Rugoso: Fabrica, almacena y transporta proteínas.
Liso: Fabrica, almacena y transporta lípidos (grasas).
Ribosomas: Orgánulos pequeños y muy numerosos. Están formados
por dos subunidades. Su función es fabricar proteínas.
Aparato de Golgi: Está formado por apilamientos de sácos
membranosos con vesículas asociadas a ellos. Su función es recibir
sustancias procedentes del retículo endoplasmático, las modifica, las
empaqueta y las envía dentro o fuera de la célula.
Archivo:Golgi.jpg
Mitocondrias: Orgánulos limitados por 2 membranas, una externa
lisa y una interna con pliegues. Son las centrales energéticas de la
célula. En ellas se obtiene la mayor parte de la energía que la célula
necesita, mediante respiración celular.
1-Membrana interna 2-Membrana externa 3-Espacio intermembranoso 4-
Matriz
Cloroplastos: orgánulos exclusivos de las células vegetales. Está
limitada por dos membranas que son de color verde debido a la
clorofila. Su función es realizar la fotosíntesis.
Centriolos: Orgánulos exclusivos de las células animales. Son dos
cilindros protéicos perpendiculares. Intervienen en la organización del
citoesqueleto y en movimientos.
FENOMENOS FISICOS DE LA CELULA
Esta compuesta x lípidos, proteínas e hidratos de carbono. (estos últimos no
se encuentran en las células procariotas)
lípidos: fosfolipidos, esfingolipidos, colesterol. (El colesterol no esta presente
en las células procariotas) son antipáticos, lo cual significa que tienen una
zona polar o hidrofilica, que es "amiga" del agua, quedando en contacto con
el citoplasma y con la zona extracelular, y otra no polar o hidrofobica, que no
hace contacto con el agua, ya que se enfrentan e interactuan en un medio
hidrófobo. a todo esto se lo denomina BICAPA LIPIDA
proteínas: también son antipáticas, hay 3 clases de proteínas que se ubican
en la membrana:
Las que solo hacen contacto con la cara extracelular (x ej. , Las receptoras
de hormonas).
Las que solo hacen contacto con el citoplasma.
.Las proteínas transmembrana, que son las que atraviesan totalmente la
bicapa lipida, generalmente, son transportadoras de sustancias.
Hidratos de carbono: son oligosacaridos, pueden estar unidos a lípidos, o a
proteínas, se denominan glucolipidos y glucoproteinas, respectivamente.
Siempre se encuentran del lado extracelular de la bicapa. Orientan a las
proteínas, e intervienen en fenómenos de reconocimiento celular.
TRANSPORTE A TRAVES DE LA MEMBRANA
Difusión a través de la bicapa lipida: este tipo de transporte es para
moléculas solubles en lípidos, es decir, hidorfobicas (ácidos grasos,
vitaminas...) ya que pueden atravesar fácilmente la bicapa, a favor del
gradiente de concentración, sin gastar energía.
Difusión a través de proteínas de canal: los radicales de los aminoácidos de
las proteínas se unen formando un puente de hidrogeno, que puede ser
traspasados por agua, en este caso el proceso se denomina osmosis, o por
iones hidratados, siempre a favor del gradiente de concentración, sin gastar
energía.
Transporte facilitado: para moléculas insolubles en lípidos (aminoácidos,
monosacaridos...). Estas sustancias se combinan con proteínas
transportadoras que permiten su pasaje al otro lado de la membrana. La
sustancia x transportar es reconocida para después unirse a los carriers, o
proteínas transportadoras, estas luego cambian su conformación,
exponiendo sus sitios de reconocimiento al lado citoplasmatico, dejando a la
sustancia dentro de la célula. Transporta a favor del gradiente de
concentración, no gasta energía.
Transporte activo: permite acumular una sustancia de un lado determinado
de la membrana. Transporta contra el gradiente de concentración, es decir,
gasta energía en forma de atp.
Transporte en masa: cuando hay que incorporar o eliminar grandes
moléculas, organismos... se denomina endositosis a la entrada de materia y
exositosis a la salida de materia.
Fagocitosis, es la incorporación de partículas sólidas, en ella, la membrana
reconoce a la partícula x fagositar y se une a ella, luego la rodea formando
una pequeña vacuola que puede ser digerida, acá, se gasta energía.
pinositosis, es la incorporación de sustancias liquidas, la membrana rodea
una pequeña parte del fluido constituyendo una pequeña vacuola, que luego
puede ser digerida, se gasta energía.
endositosis mediada x un receptor, cuando se trata de grandes moléculas,
seleccionadas x reconocimiento especifico.
PERMEABILIDAD
La permeabilidad es la capacidad de un material para que un fluido lo
atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es
permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en
un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable.
La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres
factores básicos:
la porosidad del material;
la densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura;
la presión a que está sometido el fluido.
Para ser permeable, un material debe ser poroso, es decir, debe contener
espacios vacíos o poros que le permitan absorber fluido. A su vez, tales
espacios deben estar interconectados para que el fluido disponga de
caminos para pasar a través del material
DIFUSION
La difusión es un proceso fIsico irreversible, en el que partículas materiales
se introducen en un medio que inicialmente estaba ausente, aumentando la
entropía del sistema conjunto formado por las partículas difundidas o soluto
y el medio donde se difunden o disolvente.Normalmente los procesos de
difusión están sujetos a la Ley de Fick. La membrana permeable puede
permitir el paso de partículas y disolvente siempre a favor del gradiente de
concentración. La difusión, proceso que no requiere aporte energético, es
frecuente como forma de intercambio celular.
OSMOSIS
La ósmosis es un fenómeno físico-químico relacionado con el
comportamiento del agua —como solvente de una solución— ante una
membrana semipermeable para el solvente (agua) pero no para los solutos.
Tal comportamiento entraña una difusión simple a través de la membrana,
sin "gasto de energía". La ósmosis es un fenómeno biológico importante
para la fisiología celular de los seres vivos.
PRESION OSMOTICA
La presión osmótica es la presión que se debe aplicar a una solución para
detener el flujo neto de disolvente a través de una membrana
semipermeable.[1]La presión osmótica es una propiedad coligativa y es una
de las principales características que deben tener en cuenta en las
relaciones de los líquidos intersticiales e intravasculares que constituyen el
medio interno de un ser vivo. Un comportamiento que contiene soluciones de
distinta concentración al medio extracelular que la rodea, creando una
barrera de control de solutos.
Cuando una solución se pone en contacto con el solvente a través de una
membrana semipermeable que deja pasar a las moléculas de solvente pero
no las de soluto, las moléculas de solvente, que están en mayor
concentración en el disolvente puro, difunden hacia la solución, donde su
concentración es más pequeña. Se puede llegar a una situación de equilibrio
contrarrestando esa tendencia mediante la aplicación de una cierta fuerza
sobre la disolución, aumentando la presión (aplicación de fuerza en una
determinada área, lo que se conoce como presión osmótica de la solución
y representada con la letra griega Π).
Al aumentar la presión osmótica, es posible detener el flujo de solvente (en
general agua) a través de la membrana semipermeable e incluso revertirlo
(hacer pasar solvente desde la solución al solvente puro, por ejemplo,
transformando agua con algún soluto en agua pura). Al considerar como
semipermeable a la membrana plasmática, las células de los organismos
pluricelulares deben permanecer en equilibrio osmótico con los líquidos
tisulares.
PLASMOLISIS Y DESPLAMOLISIS
Plasmólisis (Plas-m Liquido constituyente; Lysis descomposición). En los
vegetales, la semipermeabilidad de la membrana citoplasmática y la
permeabilidad de la pared celular originan, entre otros, el fenómeno de
plasmólisis. Se produce ya que las condiciones del medio extracelular son
hipertónicas; debido a esto, el agua que hay dentro de la vacuola sale al
medio hipertónico (ósmosis) y la célula se deshidrata ya que pierde el agua
que la llenaba. Finalmente se puede observar cómo la membrana celular se
separa de la pared (la célula se plasmoliza) . Si es que este fenomeno
ocurre, la planta corre el riesgo de una muerte segura. Al menos hasta que
consiga agua que llene la vacuola, volviéndose la célula turgente
nuevamente
CELULAS SOMATICAS
Las células somáticas son aquellas que forman el crecimiento de tejidos y
órganos de un ser orgánico, procedentes de células madre originadas
durante el desarrollo embrionario y que sufren un proceso de proliferación
celular y apoptosis.
Las células somáticas en el ser humano son diploides, es decir, tienen la
forma 2n, siendo n el número de tipos de cromosomas, en concreto 2n = 46
porque contiene 23 tipos (n) de cromosomas (numerados del 1 al 22, más el
tipo gonadal X o Y). La mitosis asegura que cuando una célula somática se
divide en dos células hijas, cada célula sigue siendo 2n, o sea, siga teniendo
los 46 cromosomas propios de la especie humana.
Las células que no son somáticas son células germinales, y son de las
cuales se forman los gametos (espermatozoides y óvulos).
Las células somáticas son todas genéticamente iguales, con una dotación
genética cuya mitad procede de la madre y la otra mitad del padre, unidas en
la fecundación, a pesar de que las distintas células de un organismo son
muy diferentes, al expresar genes diferentes, como por ejemplo una neurona
y una célula intestinal. Las células somáticas se diferencian de las células
germinales en que cada célula germinal es diferente genéticamente por la
recombinación genética durante la meiosis. Se estima que uno de cada 80
millones de espermatozoides posee más de un 95% de similitud genética
con otro.
Teórica y técnicamente, se puede obtener un individuo genéticamente
idéntico a otro, a partir de una célula somática mediante la clonación.
CELULAS GERMINALES
Las células de la línea germinal contienen el material genético (genoma) que
será transmitido a la próxima generación. Cuando ocurre una mutación que
afecta a estas células, puede trasmitirse a la descendencia, incrementando
el riesgo de abortos, enfermedades hereditarias y malformaciones.
La clonación es un ejemplo de la intervención genética (ingeniería genética)
en la línea germinal. La manipulación de células madre embrionarias
humanas está prohibido en la mayoría de los países. En ratones, si las
células madre manipuladas contribuyen a la línea germinal, el rasgo genético
modificado en el ratón quimera se transmite a la descendencia,
constituyéndose entonces una línea de ratones transgénicos
Embriología de la línea germinal
Las células de la línea germinal se originan en el embrión humano en el 28
día después de la fecundación. Estas células inician una migración, que dura
una semana, describiendo un trayecto que se realiza por la línea media del
cuerpo y desde la pared anterior (saco vitelino) a la posterior (crestas
genitales) pasando por la raíz del mesenterio.
