La Célula

Estructura de la célula

La célula es la unidad anatómica, funcional y genética de todos los seres vivos. Posee la capacidad de realizar 3 funciones vitales: nutrición, relación y reproducción. Estas pueden presentar diferentes: formas, tamaños y funciones. Es funcional porque cumple funciones vitales como alimentarse., respirar, transportar nutrientes, eliminar desechos, reproducirse y responder a estímulos externos.

A su vez esta constituida por 3 elementos básicos:

- La membrana celular

- El citoplasma

- El núcleo

Y finalmente se clasifican según su estructura. las menos evolucionadas se llaman PROCARIOTAS y las más evolucionadas se llaman EUCARIOTAS.

Células Procariotas

Las células procariotas están formadas por pared celular, membrana celular, citoplasma, ADN, ribosomas y algunas estructuras como cilios o flagelos que le permiten moverse. Son los seres vivos más pequeños que existen, un ejemplo de ellas son las bacterias que viven en cualquier lugar: aire, suelo, agua, entre otros. Se encuentran en todas partes incluso en nuestro cuerpo. 

Células Eucariotas

célula animal

Composición de la Célula

Las células están compuestas por 5 sustancias básicas:

1- Agua: que se encuentra en una concentración de 70 a 85 %

2- Proteínas: de 10 a 20%.

3- Lípidos: constituye 2 de la mayor parte de las células, pero hasta 95% de las células grasas.

4- Carbohidratos: constituye el 1% de la masa celular total.

5- Diversos iones, entre ellos: 

-El potasio (principal)
-Magnesio
-Fosfato
-Sulfato
-Bicarbonato

Y en cantidades pequeñas:
-Sodio
-Cloruro
-Calcio

Características estructurales de la célula

-Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura que las separa y comunica con el exterior, que controla los movimientos celulares y que mantiene el potencial de membrana

-Tienen enzimas y otras proteínas, que sustentan, junto con otras biomoléculas, un metabolismo activo.

-Poseen material genético en forma de ADN, el material hereditario de los genes y que contiene las instrucciones para el funcionamiento celular, así como ARN, a fin de que el primero se exprese.

  

Características funcionales de la célula

-Nutrición: Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.

-Crecimiento y multiplicación: Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular

-Evolución: A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa  que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células a modo regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o negativo. El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular. Selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio en particular 

La 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:
- englobar partículas por fagocitosis o pinocitosis.
- Transportar moléculas pequeñas o iones (transporte pasivo y activo) .
- Recibir y transmitir señales químicas.
- Establece los límites físicos de la célula y resguardar el contenido citoplasmático.
- La membrana celular está formada por dos capas de proteínas, una de fosfolípidos y los poros correspondientes.

Interacción de la célula con el medio

Las células realizan el intercambio mediante:
a) transporte pasivo
b) transporte activo.

a) Transporte pasivo: Paso de sustancias por una membrana de un sitio de mayor concentración a uno de menor concentración 

-Difusión simple: El es paso de agua, gases disueltos o sustancias solubles en grasas a través de la membrana

-Difusión Facilitada: Es el paso de sustancias disueltas en agua a través de la membrana

-Ósmosis: Paso de líquidos a través de una membrana permeable de un medio de menor concentración a uno de mayor concentración en sustancias disueltas

b) Transporte activo: Transporte a través de la membrana de un sitio de menor concentración a uno de mayor.

-Fagocitosis: Es un tipo de endocitosis por el cual algunas células (fagocitos y protistas) rodean con su membrana citoplasmática partículas sólidas y las introducen al interior celular

-Pinocitosis: Captura de líquidos. La membrana se extiende rodeando el liquido y llena la vacuola alimenticia del liquido.

-Exocitosis: Eliminación de sustancias. Se encapsula la partícula a ser eliminada. La vesícula que rodea la sustancia se mueve hacia la membrana y el material pasa al exterior por difusión.

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..

El Núcleo

Esta ubicado, por lo general, en el centro de la célula, se divide en cuatro regiones: membrana nuclear, jugo nuclear, cromatina y nucléolo
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.

•Funciones del núcleo:

El núcleo es el centro desde donde se dirigen todas las actividades de la célula. Es responsable de la división celular y allí se elaboran el (ARN) y el (ADN), que son los que contienen la información genética de todos los organismos celulares.

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) E 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. 

Gen

Un gen es una secuencia ordenada de nucleotidos en la molécula de ADN (o ARN, en el caso de algunos virus) que contiene la información necesaria para la síntesis de una macromolecula con función celular específica, habitualmente proteínas pero también ARNm, ARNr y ARNt.

Esta función puede estar vinculada con el desarrollo o funcionamiento de una función fisiológica. El gen es considerado la unidad de almacenamiento de información genética y unidad de la herencia, pues transmite esa información a la descendencia. Los genes se disponen, pues, a lo largo de ambas cromatidas de los cromosomas y ocupan, en el cromosoma, una posición determinada llamada locus. El conjunto de genes de una especie, y por tanto de los cromosomas que los componen, se denomina genoma. Los genes están localizados en los cromosomas en el núcleo celular.

Organelos Celulares y Su Función

vídeo sobre: funcionalidades de la célula

Diferencias entre la célula animal y vegetal

esquema comparativo célula animal y vegetal

CÉLULA ANIMAL.
1.-Presenta una membrana celular simple.
2. La célula animal no lleva plastidios.
3. El número de vacuolas es muy reducido.
4. Tiene centrosoma.
5. Presenta lisosomas
6. No se realiza la función de fotosíntesis.

7. Nutrición heterótrofa.

CÉLULA VEGETAL

1. Presenta una membrana celulósica o pared celular, rigida que contiene celulosa.
2. presenta plástidios o plastos como el cloroplasto.
3. presenta numerosos grupos de vacuolas.
4. no tiene centrosoma.
5. carece de lisosomas.
6. se realiza función de fotosíntesis.

7. nutrición autotrofa.

Referencias

↑ Tavassoli (1980). The cell theory: a foundation to the edifice of biology. American Journal of Patholology January; 98(1): 44.

↑ Aréchiga, H. (1996). Siglo XXI. ed. Los fenómenos fundamentales de la vida. pp. 178

↑ a b c d e f g Alberts et al (2004). Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega

↑ a b Griffiths, J .F. A. et al. (2002). Genética. McGraw-Hill Interamericana.

↑ The fluid mosaic model of the structure of cell membranes by S. J. Singer and G. L. Nicolson in Science (1972) Volume 175, pages 720-731.

Bibliografía

- Alberts et al (2004). Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega.

- Lane, Nick (2005). Power, Sex, Suicide. Mitochondria and the Meaning of Life. Oxford University Press.

- Lodish et al. (2005). Biología celular y molecular. Buenos Aires: Médica Panamericana.

- Paniagua, R.; Nistal, M.; Sesma, P.; Álvarez-Uría, M.; Fraile, B.; Anadón, R. y José Sáez, F. (2002). Citología e histología vegetal y animal. McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U..